Lịch sử máy tính

Lịch sử máy tính

Trường Đại học Kinh tế - Luật Khoa Tin học quản lý Mục Lục Tài liệu tham khảo môn Tin học 1 Trường Đại học Kinh tế - Luật Khoa Tin học quản lý 1. CHƯƠNG 1: LỊCH SỬ MÁY TÍNH 1.1 Hệ thống máy tính đầu tiên 1.1.1 Khái niệm máy tính Từ “máy tính” (computer), theo định nghĩa của từ điển Oxford, là một thiết bị điện tử có khả năng tiếp nhận dữ liệu (ở dạng tín hiệu), sau đó thực hiện các thao tác tính toán số (logical operation) được qui định bởi một chuỗi các chỉ thị/lệnh được lập trình trước (procedural instruction), và cho ra dữ liệu kết quả (cũng ở dạng tín hiệu). Như vậy, có thể xem một hệ thống máy tính gồm ba bộ phận cơ bản: bộ phận tiếp nhận tín hiệu đầu vào, bộ phận xử lý, và bộ phận trình bày/biểu diễn tín hiệu đầu ra. Mô tả này hoàn toàn dễ hiểu với các máy vi tính cá nhân ngày nay: các thiết bị như bàn phím, con chuột đóng vai trò tiếp nhận tín hiệu vào, màn hình, máy in, loa đóng vai trò biểu diễn tín hiệu ra, còn bộ phận xử lý gồm các vỉ mạch điện tử được sắp đặt bên trong thùng máy tính. Máy tính Tín hiệu vào Tín hiệu ra Mô hình cơ bản của máy tính. Các thành phần của một máy vi tính cá nhân Tài liệu tham khảo môn Tin học 2 Trường Đại học Kinh tế - Luật Khoa Tin học quản lý 1.1.1 Tín hiệu số và tín hiệu tương tự Tín hiệu (signal), gọi tắt của tín hiệu điệu tử, là một dòng điện. Xem giá trị của tín hiệu là mức điện thế, ta có tín hiệu tương tự là tín hiệu có giá trị thay đổi liên tục, còn tín hiệu số có giá trị rời rạc, thông thường, chỉ có hai trạng thái, mà ta thường ký hiệu là 0 và 1. Trong thế hệ máy vi tính cá nhân ngày này, tín hiệu 0 thường có mức điện thế là 12V và tín hiệu 1 có mức điện thế 5V. 1.2 Các giai đoạn lịch sử Năm 1937: Tiến sỹ John Vincent Atanasoff cùng người cộng sự Clifford Berry thiết kế và chế tạo chiếc máy tính điện tử số đầu tiên, được đặt tên là Atanasoft-Berry-Computer (ABC). ABC tiếp tục được hoàn thiện đến năm 1939, và sản phẩm đầu tiên có kích thước cỡ một nửa căn phòng, nặng khoảng 320 kg, có khả năng thực hiện 1 thao tác tính toán trong 15 giây (các máy tính ngày nay có khả năng thực hiện 1 tỷ thao tác mỗi giây). Tài liệu tham khảo môn Tin học 3 Trường Đại học Kinh tế - Luật Khoa Tin học quản lý Mô hình máy tính Atanasoft-Berry-Computer. Năm 1943: Trong Thế chiến II, một nhà khoa học người Anh, Alan Turing, thiết kế máy tính Colossus, được sử dụng để giải hệ thống mật mã Enigma của quân đội phát xít Đức. Sự ra đời của Colossus đã làm thất bại tham vọng bá chủ trên biển của Hải quân Đức và đẩy quân Đức vào thế bị động trong cuộc chiến. Colossus được ghi nhận là chiếc máy tính điện tử có thể lập trình được đầu tiên trên thế giới, và sự hiện hữu của chiếc máy tính này được giữ bí mật cho tới tận những năm 1970. Máy tính Colossus Năm 1945: Tiến sỹ John von Neumann công bố bài nghiên cứu vĩ đại, mô tả về một mô hình kiến trúc máy tính, về sau này được gọi là kiến trúc von Neumann, trong đó, đề xướng ý tưởng lưu trữ các chương trình cùng với dữ liệu trong bộ nhớ, đặt nền móng cho sự phát triển của tất cả các thế hệ máy tính số về sau. (Các máy tính thời kỳ đầu nạp chương trình từ bên ngoài vào thông qua các thẻ đục lỗ). Năm 1946: Tiến sỹ John Mauchly và J.Presper Eckert cho ra mắt hệ thống máy tính ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer), với khả năng xử lý 5000 phép tính trong một giây, nhanh hơn bất cứ thiết bị nào trước đó. ENIAC nặng khoảng 28 tấn, sử dụng khoảng 17840 ống chân không, và có công suất tiêu thụ điện đến 170 Kwatt. Chỉ vài năm sau, ENIAC bắt đầu Tài liệu tham khảo môn Tin học 4 Trường Đại học Kinh tế - Luật Khoa Tin học quản lý được sử dụng trong các trường đại học, văn phòng chính phủ, ngân hàng, và các công ty bảo hiểm. Hệ thống máy tính ENIAC Tháng 12/1947: William Shockley, John Bardeen và Walter Brattain phát minh ra bóng bán dẫn (transistor), cho phép các nhà khoa học chế tạo máy tính sử dụng để thay thế bóng chân không, mở đường cho sự phát triển của công nghệ chế tạo mạch điện tử tích hợp, giúp cho máy tính trở nên ngày càng nhỏ gọn hơn và tiêu thụ điện năng ít hơn. Phát minh về transistor đã mang lại giải Nobel Vật lý cho ba nhà khoa học trên vào năm 1956, và được coi là một trong những thành tựu khoa học quan trọng nhất của thế kỷ 20. Tài liệu tham khảo môn Tin học 5 Trường Đại học Kinh tế - Luật Khoa Tin học quản lý Một trong những transistor đầu tiên Năm 1951: Chiếc máy tính thương mại đầu tiên, UNIVAC 1 (Universal Automatic Computer), được sản xuất bởi Remington Rand Corp cho Cục Điều Tra Dân Số Hoa Kỳ. UNIVAC 1 dài 4.11m, rộng 2.28m, cao, 2.43m, có thể nhớ 1000 số, và thực hiện được các phép tính cộng, trừ, nhân, chia, so sánh, sắp xếp, lấy căn bậc 2, căn bậc 3. UNIVAC 1 có thể đọc/ghi dữ liệu trong băng từ, với tốc độ truyền 10000 ký tự mỗi giây. Tài liệu tham khảo môn Tin học 6 Trường Đại học Kinh tế - Luật Khoa Tin học quản lý Máy tính UNIVAC 1 Năm 1952: Tiến sỹ Grace Hopper đề cập đến khái niệm phần mềm có thể sử dụng lại (reusable software) trong bài báo khoa học có tựa đề “The Education of a Computer”. Bài báo mô tả cách thức lập trình cho máy tính bằng cách sử dụng các ký hiệu hình thức, thay vì sử dụng trực tiếp ngôn ngữ máy. Năm 1953: Mẫu máy tính IBM 650 được phát triển và trở thành máy tính đầu tiên được sử dụng rộng rãi. Kế hoạch sản xuất ban đầu chỉ là 50 máy, nhưng sau đó con số này đã được nâng lên 1000. Tiếp theo sau đó, mẫu máy IBM 700 đã giúp IBM thống trị thị trường main frame trong suốt thập kỷ sau đó. Máy tính IBM 650 (xem http://en.wikipedia.org/wiki/IBM_650) Năm 1957: John Bakus giới thiệu ngôn ngữ lập trình FORTRAN (FORmula TRANslation), và ngôn ngữ này nhanh chóng được chấp nhận rộng rãi bởi tính hiệu quả và dễ sử dụng thay cho ngôn ngữ hình thức. Cũng trong thời gian này, IBM 305 RAMAC là mẫu máy tính đầu tiên được tích hợp bộ lưu trữ ngoài bằng ổ cứng đĩa từ, một tiến bộ vượt bậc so với các bộ lưu trữ bằng băng từ trước đó, vì đĩa Tài liệu tham khảo môn Tin học 7 Trường Đại học Kinh tế - Luật Khoa Tin học quản lý từ mang lại khả năng truy xuất dữ liệu ngẫu nhiên (phương cách truy xuất trong băng từ là tuần tự). Năm 1958: Các mẫu máy tính sử dụng transistor bắt đầu trở nên phổ biến, đánh dấu sự khởi đầu của thế hệ máy tính thứ 2. Năm 1959: IBM giới thiệu mẫu máy tính IBM 1401 có kích thước chỉ bằng một nửa cái bàn làm việc. (xem http://en.wikipedia.org/wiki/IBM_1401) Năm 1960: Tiến sỹ Grace Hopper giới thiệu ngôn ngữ lập trình bậc cao COBOL. Ngôn ngữ COBOL sử dụng cú pháp bằng tiếng Anh và chạy tốt trên các máy tính thương mại, nhờ đó, COBOL nhanh chóng trở thành một trong các ngôn ngữ lập trình được sử dụng rộng rãi nhất (đến thời điểm này, đã có trên 200 ngôn ngữ lập trình được công bố). Năm 1964: Số lượng máy tính trên toàn thế giới đã lên đến khoảng 18000 máy. Thế hệ máy tính thứ 3 ra đời, với các bộ điều khiển, mạch xử lý được tích hợp trong các chip nhỏ. Mẫu máy tính IBM System/360 là một đại diện tiêu biểu cho thế hệ máy tính này, cũng là mẫu máy tính đầu tiên có thể được sử dụng trong cả lĩnh vực khoa học và lĩnh vực thương mại. Máy tính IBM System/360 (Xem http://en.wikipedia.org/wiki/IBM_360) Tài liệu tham khảo môn Tin học 8 Trường Đại học Kinh tế - Luật Khoa Tin học quản lý Năm 1965: Tập đoàn Digital Equipment Corporation (DEC) giới thiệu mẫu máy tính mini đầu tiên PDP-8, khởi đầu cho các hệ máy tính hoạt động theo cách thức chia sẻ thời gian (hệ đa nhiệm). Năm 1968: Alan Shugart của IBM giới thiệu mẫu đĩa mềm đầu tiên có đường kính 8 inches. Tiến sỹ Edsger Dijsktra giới thiệu các khái niệm đầu tiên về lập trình hướng cấu trúc và các phương pháp xây dựng, phát triển chương trình máy tính. Vào thời điểm này, lĩnh vực lập trình đang phát triển mạnh, và các chương trình máy tính ngày càng phức tạp, đòi hỏi phải có một cơ sở khoa học cho việc tổ chức mã lệnh và cấu trúc chương trình. Năm 1969: Hệ thống mạng ARPANET, hệ thống mạng đầu tiên sử dụng công nghệ chuyển mạch gói, được xây dựng bởi Bộ Quốc Phòng Mỹ, là cha đẻ của mạng lưới Internet toàn cầu hiện nay. Cũng trong thời gian này, lần đầu tiên hãng IBM định giá riêng cho một số phần mềm đi kèm với phần cứng máy tính, mở đường cho việc thương mại hóa phần mềm và sự phát triển của các công ty phần mềm. Năm 1970: Thế hệ máy tính thứ tư ra đời cùng với công nghệ chế tạo các chip xử lý siêu tích hợp LSI (Large-scale integration), có thể tích hợp đến 15000 mạch xử lý trong một chip, con số này chỉ là khoảng 1000 trong các chip được sản xuất vào năm 1965. Năm 1971: Tiến sỹ Ted Hoff của tập đoàn Intel giới thiệu chip vi xử lý đầu tiên có thể lập trình được, chip Intel 4004, đặt nền móng cho sự phát triển các CPU ngày nay. Năm 1975: Mô hình mạng Ethernet, mạng LAN (Local area network) đầu tiên, được phát triển bởi Robert Metcalf của Xerox PARC (Palo Alto Research Center). Mạng LAN cho phép các máy tính trao đổi thông tin và chia sẻ phần mềm, dữ liệu với nhau. Khởi đầu, mạng LAN chỉ được thiết kế cho các máy minicomputer, sau đó đã được áp dụng cho các hệ máy tính cá nhân. Năm 1976: Steve Wozniak và Steve Jobs chế tạo chiếc máy tính Apple đầu tiên. Và ở phiên bản ngay sau đó, mẫu máy tính Apple II đã ngay lập tức tạo nên tiếng vang lớn, nhanh chóng được sử dụng phổ biến trong các trường trung học, cao đẳng và đại học. Đối với phần lớn học sinh, sinh viên thời bấy giờ, Apple II là chiếc máy tính đầu tiên đưa họ bước vào với thế giới máy tính rộng lớn. Tài liệu tham khảo môn Tin học 9 Trường Đại học Kinh tế - Luật Khoa Tin học quản lý Máy tính Apple (xem http://www.vnexpress.net/GL/Vi-tinh/2008/01/3B9FE813/) Năm 1979: Bob Frankston và Dan Bricklin giới thiệu chương trình bảng tính đầu tiên (tiền thân của Excel ngày nay), được cài đặt trên hệ máy Apple II. Và ngay sau đó, chương trình này đã trở thành nguyên do chính khiến nhiều gia đình cân nhắc để tậu một chiếc Apple II cho mình. Cũng trong thời gian này, dịch vụ thông tin công cộng CompuServe ra đời trở thành kênh cung cấp thông tin trực tuyến đầu tiên. Năm 1980: Alan Shugart giới thiệu ổ cứng Winchester, cuộc cách mạng của công nghệ lưu trữ trên máy tính cá nhân. IBM đề nghị nhà đồng sáng lập Microsoft, Bill Gates, phát triển hệ điều hành sớm được giới thiệu trên máy tính cá nhân IBM. Với sự phát triển của MS-DOS, Microsoft đạt được sự lớn mạnh và thành công phi thường. Năm 1981: Máy tính cá nhân IBM được giới thiệu, dấu hiệu cho sự xâm nhập vào thị trường máy tính cá nhân của IBM. Máy tính cá nhân của IBM nhanh chóng chiếm lĩnh thị phần lớn nhất trên thị trường và trở thành máy tính cá nhân được ưa chuộng trong lĩnh vực kinh doanh. Năm 1983: Công ty Lotus Development được thành lập. Phần mềm bảng tính của công ty này, Lotus 1-2-3, kết hợp giữa bảng tính, đồ họa và chương trình cơ sở dữ liệu trong 1 gói, trở thành chương trình bn chạy nhất cho my tính IBM. Tài liệu tham khảo môn Tin học 10 [...]... được sử dụng làm máy chủ trong các hệ thống mạng cục bộ Minicomputer cũng có thể được trang bị nhiều bộ vi xử lý và hỗ trợ nhiều người sử dụng cùng lúc Microcomputer: Còn được gọi là Personal Computer, nghĩa là máy tính cá nhân, hay máy vi tính Là sản phẩm có quy mô, về cả kích thước lẫn giá thành, nhỏ gọn, phù hợp với một người sử dụng Tùy theo kích thước và tính thích ứng khi di chuyển, máy tính. .. người sử dụng viết cùng một ứng dụng trên nhiều nền khác nhau Java trở thành một trong những công nghệ Internet hot nhất Tài liệu tham khảo môn Tin học 11 Trường Đại học Kinh tế - Luật Khoa Tin học quản lý Năm 1996: Olympic mùa hè Atlanta giúp cho vượt sử dụng công nghệ máy tính thông dụng hơn nữa, với IBM Network bao gồm 7,000 máy tính cá nhân (PC), 2,000 máy nhắn tin và máy phát wireless, 90 dàn máy tính. .. quản lý Thay vì lựa chọn 1 người cho giải thưởng hằng năm, tạp chí Time đã gọi máy tính là Máy móc của năm trong năm 1982 Điều này thừa nhận sự tác động của máy tính trong xã hội Năm 1984: IBM giới thiệu 1 my tính c nhn gọi l PC AT sử dụng bộ vi xử lý Intel 80286 Hewlett-Packard công bố máy in LaserJet đầu tiên cho máy tính cá nhân Năm 1989: Trong khi làm việc tạo CERN, Thụy Sĩ, Tim Berners-Lee phát... liệu số nhị phân, bởi vì cấu trúc bộ nhớ máy tính, cũng như mọi loại thiết bị lưu trữ số khác, lưu trữ dữ liệu ở dạng một dãy các bit 0, 1  Cấu trúc bộ nhớ máy tính Về mặt bản chất, máy tính chỉ lưu trữ các giá trị số ở dạng nhị phân Đơn vị lưu trữ cơ bản của bộ nhớ máy tính là ô nhớ, mỗi ô nhớ có kích thước 8 bit, nghĩa là bằng 1 byte Toàn bộ bộ nhớ chính của máy tính là một dãy các ô nhớ liên tục, được... phân thường được sử dụng trong các tài liệu về khoa học máy tính như một cách ghi ngắn gọn cho các chữ số nhị phân 2.3.2 Cách thức lưu trữ dữ liệu trong máy tính Các máy tính hiện đại ngày nay có thể xử lý trên rất nhiều dạng dữ liệu khác nhau từ đơn giản đến phức tạp như văn bản, số, ngày tháng, âm thanh, hình ảnh, video, … Tuy nhiên, mọi loại dữ liệu khi được lưu trữ trong bộ nhớ máy tính (và được xử... thường ký hiệu là 0 và 1 Từ các thế hệ máy tính xa xưa, bóng đèn chân không là các thiết bị hai trạng thái thô sơ nhất được sử dụng Dữ liệu vào được đục lỗ trên các tấm kẽm và truyền vào máy tính, máy tính sẽ biểu diễn dữ liệu này trong “bộ nhớ”, là một hệ thống rất nhiều bóng đèn, trong đó, bóng sáng biểu diễn giá trị 1 và bóng tắt biểu diễn giá trị 0 Các thao tác tính toán số học, được thiết kế hết... của một thang máy, được điều khiển đóng/mở bởi nhiều công tắc tại các tầng lầu; hệ thống khóa điện tử trong các két sắt; …) Tuy nhiên, lĩnh vực quan trọng nhất được đề cập trong giáo trình này là khoa học máy tính Khi khảo sát về cấu trúc và bản chất hoạt động của máy tính, ta sẽ thấy sự liên hệ rất lớn với các vấn đề về logic đã được đề cập ở trên Bản chất cách thức hoạt động của máy tính, và cũng... hoặc ở dạng −x nếu x là số âm Điều này có nghĩa là, một số nguyên có dấu gồm hai thành phần : phần giá trị (mantissa / giá trị tuyệt đối) và phần dấu Giả sử máy tính sử dụng 2 ô nhớ để lưu trữ một số nguyên có dấu (như kiểu Integer), khi đó, máy tính chỉ sử dụng 15bit để lưu trữ phần giá trị và dành riêng bit ngoài cùng (bên phải) để thể hiện phần dấu (bằng 1 ứng với số âm, bằng 0 ứng với số không âm)... nhiều transistor, điện trở trên một bề mặt silicon Sử dụng mạch tích hợp lớn và cực lớn (VLSI − Very Large đến nay Thứ năm Scale Integrated) Sử dụng các thuật giải trí tuệ nhân tạo để chế tạo các loại máy tính có khả năng hiểu và suy luận như con người 1.1.2 Theo quy mô và khả năng tính toán Supercomputer: Có kích thước đôi khi chiếm cả một căn phòng, được sử dụng phục vụ cho các mục đích khoa học chuyên... có khả năng tính toán có thể lên đến 1 tỷ phép tính mỗi giây và được trang bị bộ nhớ cực lớn Mainframe Computer: Có quy mô nhỏ hơn supercomputer, có thể được trang bị nhiều bộ vi xử lý, và cho phép nhiều người sử dụng cùng lúc Mainframe cũng chỉ thường được sử dụng cho các mục đích chuyên biệt, vì sự hạn chế do kích thước và giá thành quá lớn Minicomputer: Có quy mô lớn hơn so với một máy tính cá nhân . Luật Khoa Tin học quản lý 1. CHƯƠNG 1: LỊCH SỬ MÁY TÍNH 1.1 Hệ thống máy tính đầu tiên 1.1.1 Khái niệm máy tính Từ máy tính (computer), theo định nghĩa của. đặt bên trong thùng máy tính. Máy tính Tín hiệu vào Tín hiệu ra Mô hình cơ bản của máy tính. Các thành phần của một máy vi tính cá nhân Tài liệu