Lịch sử phát triển máy tính điện tử

1

Họ và tên : Nguyễn Ánh Nga
Lớp

: TF1 – K34

Máy tính điện tử- quá trình
hình thành và phát triển
Đề tài

:

Nếu xem máy tính như là một thiết bị dùng cho tính toán, thì ta có thể xem bàn tính là
máy tính đầu tiên. Máy tính điện tử đầu tiên được thiết kế vào cuối thập kỷ 1930 bởi Tiến
sĩ John Atanasoff ở trường đại học bang Iowa. Atanasoff thiết kế máy tính có khả năng
thực hiện các phép tính toán học. Cho đến năm 1946, chiếc máy tính điện tử “ENIAC”
(Electronic Numerical Integrator and Calculator) sử dụng đèn điện tử đã xuất hiện tại
trường đại học Pennsylvania, với sự tài trợ của quân đội Mỹ, có khả năng tính toán đạn
đạo, dự báo thời tiết, và thực hiện các tính toán năng lượng nguyên tử dưới sự chủ trì của
J.P.Eckert và J.Mauchly.

Hệ thống UNIVAC, được công ty do Eckert và Mauchly thành lập chế tạo.
Nguồn gốc của ENIAC và những hệ thống cùng thời với nó bắt nguồn từ Chiến tranh Thế
giới thứ 2. Các đơn vị pháo binh sử dụng các bảng đạn đạo để giúp họ dự đoán đường đi
của các quả đạn mà họ bắn ra. Tuy nhiên, do việc tính toán lại rất đa dạng - góc nòng
súng, điều kiện địa hình và các yếu tố khác - nên nó đã trở thành một công việc rất mệt
óc.
Để có thể vẽ ra được một đường đạn (trong số vài trăm đường) bằng một chiếc máy tính

cầm tay sẽ phải mất khoảng 40 giờ, và thậm chí ngay cả khi sử dụng các thiết bị cơ khí
điện tử như Differential Analyzer do Vannevar Bush thiết kế cũng phải mất tới 30 phút.
Ông Mitchell Marcus, một giáo sư về khoa học máy tính tại ĐH Pennsylvania cho biết,
các bảng đạn đạo chỉ có một giá trị chiến thuật hạn chế.


Lịch sử phát triển máy tính điện tử

2

Cùng lúc đó, các học viện cũng tìm cách tìm ra những phương thức để tăng tốc độ các
máy cơ khí điện tử và giảm thiểu các lỗi do kẹt chốt hay các cơ cấu chuyển động kém.
Vào năm 1937, giáo sư John Atanasoff ở bang Iowa (Mỹ) đã phác trên một tờ giấy ăn
những ý tưởng về một chiếc hộp sử dụng điện có thể giải quyết các biểu thức qua phép
toán nhị phân.
Với sự trợ giúp từ nghiên cứu sinh Clifford Berry và một số trợ cấp nghiên cứu nho nhỏ,
ông Atanasoff đã chế tạo một mẫu máy tính ABC và đã đưa nó ra trình diễn vào tháng
10-1939. Và một phiên bản tiên tiến hơn, bao gồm 300 bóng đèn điện tử và phải mất tới
vài giây để xử lý một bài toán, đã được chế tạo vào năm 1941. Chiếc máy tính này đã
hoạt động, nhưng chiến tranh bùng nổ đã buộc cả Atanasoff và Berry phải bỏ dở nó và
tham gia vào các dự án quốc phòng cấp bách hơn.
Còn ông Mauchly, một giáo sư vật lý thuộc trường ĐH Ursinius, thì lại nghiên cứu về
một ngành khoa học hoàn toàn khác: nghiên cứu các phương pháp nhằm nâng cao độ
chính xác của việc dự báo thời tiết với một thiết bị tương tự có tên là máy phân tích điều
hòa. GS Atanasoff đã tham dự một buổi thuyết trình của ông Mauchly vào tháng 12-1940
và sau đó cả hai người đã bắt đầu trao đổi và thảo luận về tiềm năng của những chiếc máy
tính điện tử.
Và sự nghiệp của GS Mauchly đã chuyển sang một hướng khác. Ám ảnh bởi điện tử, GS
Mauchly đã tham gia vào một khóa học tại trường Moore do ông Eckert giảng dạy. Đến
cuối năm 1941, GS Mauchly dạy ở trường ĐH Penn và thảo luận các ý tưởng về máy tính

với Eckert.
Hai người có những kỹ năng bổ sung cho nhau. GS Mauchly là một chuyên gia về vật lý
và toán học, nhưng ban đầu ông không coi trọng ngành cơ khí. Còn ông Eckert, là một
nhà kỹ thuật bẩm sinh. Khi mới 14 tuổi, ông đã lắp ráp một hệ thống liên lạc nội bộ trong
tòa nhà của bố ông, và sau đó Công ty Điện báo và điện thoại Connecticut đã mua lại hệ
thống này.
Ông Michael Williams, giáo sư sử học danh dự thuộc trường ĐH Calgary và là chủ tịch
Viện Kỹ thuật Điện và Điện tử đánh giá: “Ông Eckert là một kỹ sư điện tử thiên tài. Ông
là một trong những nhà thiết kế tài giỏi nhất của thế kỷ 20”. Theo ông, khi đó ông
Mauchly đã có thể hình dung ra chiếc máy sẽ làm việc như thế nào.


Lịch sử phát triển máy tính điện tử

3

Hai tác giả sáng chế ra ENIAC,
John Mauchly and J. Presper Eckert
Để lập trình trên máy ENIAC, các kỹ sư đã phải nối hàng trăm dây dẫn lại với nhau và
sắp xếp hàng ngàn cái chuyển mạch. Cũng trong năm 1946, Tiến sĩ John Von Newmann
ở đại học Princeton đã đề nghị quan niệm chương trình lưu trữ trong máy chứ không
bằng dây dẫn và các chuyển mạch. Von Newmann cho rằng các thảo chương viên có thể
dễ dàng thay đổi nội dung trong bộ nhớ máy tính, do đó quan niệm chương trình lưu trữ
sẽ đơn giản hoá công việc thảo chương. Thiết kế của Von Newmann đã thành công và là
cơ sở cho các máy tính ngày nay.

NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA ENIAC:
Trung tâm của ENIAC là một thiết bị có tên là bộ đếm vòng, bao gồm 10 bóng
chân không trong một vòng tròn. Một số “5” sẽ được thể hiện bởi một dao động tại bóng
số 5. Nếu một người cộng thêm 9 vào, dao động sẽ được chuyển sang bóng số 4, trong

khi bóng đầu tiên trong một vòng tròn thứ hai, thể hiện số 10, sẽ được một dao động.
Mười bộ đếm vòng được đặt trong một thanh ghi, và có thể lưu trữ các số lên tới 10 tỷ trừ
1(9,999,999,999) hoặc xuống tới âm 10 tỷ trừ 1. Khi một thanh ghi đạt tới mức tối đa của
nó, một xung sẽ được gửi qua day dẫn tới một vòng tiếp theo, tiếp tục quá trình. Tổng
cộng, ENIAC chứa 20 thanh ghi trải khắp 40 mắng được nối mạng với nhau qua một
bảng phích cắm. Dữ liệu được lưu theo các xung trong các ống thủy ngân 5 chân.
So với những chiếc máy tính thực hiện các chức năng thực tiễn khác, ENIAC là một con
chim lạc đàn theo khía cạnh kỹ thuật. Nó sử dụng một hệ thống thập phân 10 con số, chứ
không phải là các hệ thống nhị phân bao gồm các con số 0 và 1 được gần như toàn bộ các
máy tính sau này sử dụng, thậm chí ngay cả các hệ thống mà Eckert và Mauchly phát
triển sau này. Các chương trình không thể lưu trữ trên ENIAC. Nó thực ra không sử dụng
các phân nhánh điều kiện, các câu lệnh if/then tạo nên nền móng của việc lập trình hiện
đại. Và trong thực tế, cũng chỉ có duy nhất một hệ thống ENIAC được chế tạo ra.
Bảng liệt kê dưới đây nêu ra một số sự kiện quan trọng trong quá trình phát triển máy
điện toán từ lúc phát minh ra bàn toán cho đến các máy điện toán và các ngôn ngữ lập
trình hiện nay. Một số cố gắng đã thực hiện trước năm 1890 để phát triển các thiết bị tính
toán cơ học. Năm 1890, máy điện toán đầu tiên có mục tiêu đặc biệt được thiết kế với các
bộ cảm ứng điện; chính từ phát minh này đã dẫn đến việc hình thành công ty IBM. Từ
năm 1939 trở đi hàng loạt các máy điện toán khác nhau đã được thiết kế. Các máy điện
toán có trước năm 1975 là các máy điện toán cỡ lớn dùng cho mục đích tổng quát rất
rộng. Từ năm 1975 là các máy điện toán nhỏ hơn. Một số sự kiện quan trọng trong việc
phát triển các ngôn ngữ thảo chương cũng được liệt kê trong bảng như FORTRAN
(1957), CTSS (1965), Pascal (1971), và VisiCale (1978).


Lịch sử phát triển máy tính điện tử

4

Hiện nay, người ta chia máy tính điện tử thành các thế hệ:

 Thế hệ thứ 1 (1939-1958): Sử dụng đèn điện tử, lắp ráp mạch riêng lẻ, thời gian
thao tác trong phạm vi ms ( mili giây ). 1ms = 10-3s
 Thế hệ thứ 2 ( 1959-1963): Sử dụng linh kiện bán dẫn, kỹ thuật linh kiện khối,
thời gian thao tác trong phạm vi ms ( micro giây ), có thể kể đến máy IBM-1070
(Hoa Kỳ) hoặc MINSK (Liên Xô). 1ms = 10-3 ms = 10-6s
 Thế hệ thứ 3 (Từ 1964): Sử dụng mạch vi điện tử, thời gian thao tác trong phạm
vi từ ms đến ns (nano giây), có thể kể đến IBM-360 (Hoa Kỳ).
 Thế hệ thứ 4 (Từ 1975): Sử dụng các vi mạch tích hợp, thời gian thao tác trong
phạm vi ns. 1ns = 10-3ms = 10-9s.

Các sự kiện quan trọng trong quá trình phát triển máy điện toán
Năm
2000 TCN
1642 SCN
1670
1842
1890

1939
1946

1951
1957

1958
1958
1964
1965

Sự kiện

Bàn tính được sử dụng cho tính toán
Blaise Pascal chế tạo máy tính cộng cơ dùng cho việc tính thuế.
Độ tin cậy không cao.
Gottfried Von Leibniz chế tạo máy tính cơ có độ tin cậy cao hơn có thể
thực hiện các phép tính cộng, trừ, nhân, chia và rút căn bậc hai
Charles Babbage thiết kế máy phân tích để hoàn thành việc tính toán
một cách tự động. Ada Augusta là người tháo chương cho máy này
Herman Hollerith thiết kế một hệ thống để ghi dữ liệu điều tra dân số.
Thông tin lưu trữ bằng cách bấm lổ trên thẻ có thể được diễn dịch bởi
máy tính nhờ các thiết bị điện. Hollerith thành lập công ty, sau là IBM
John Atanasoff, cùng với sinh viên đã tốt nghiệp Clifford Berry, thiết kế
và xây dựng máy tính điện tử tương tự đầu tiên. Dự án được tài trợ $650
J.Presper Eckert và John Mauchly thiết kế và xây dựng máy điện toán
ENIAC. Đã dùng 18000 đèn điện tử (vacuum tube) với chi phí $500000
để chế tạo
Eckert và Mauchly chế tạo máy điện toán thương mại với mục tiêu tổng
quát đầu tiên UNIVAC
Một tổ của IBM dẫn đầu bởi John Backus thiết kế ngôn ngữ thảo
chương đầu tiên thành công FORTRAN để giải quyết các vấn đề về
khoa học và kỹ thuật
Máy điện toán đầu tiên dùng linh kiện bán dẫn (transistor) như các thiết
bị chuyển mạch IBM 7090 được giới thiệu
Seymour Cray chế tạo máy điện toán với toàn bộ thiết bị là linh kiện
bán dẫn đầu tiên CDC 1604 (Control Data Corporation)
Máy điện toán đầu tiên dùng mạch vi điện tử (integrated circuits) IBM
360 được công bố
Hệ điều hành chia sẻ thời gian tương thích CTSS (Compatible TimeSharing System) được giới thiệu. Cho phép người dùng sử dụng đồng
thời một máy điện toán riêng lẻ



Lịch sử phát triển máy tính điện tử
1971
1975
1975
1976
1977
1978
1981
1982
1984

5

Nicklaus Wirth thiết kế ngôn ngữ thảo chương PASCAL dùng cho việc
dạy quan niệm thảo chương có cấu trúc
Máy vi tính đầu tiên Altair được giới thiệu
Máy siêu điện toán đầu tiên Cray-1 được công bố
Digital Equipment Corporation giới thệiu máy điện toán cỡ trung
(minicomputer) phổ dụng của nó VAX 11/780
Steve Wozniak và Steve Job chế tạo máy điện toán Apple
Dan Bricklin và Bob Frankston phát triển bảng tính điện tử đầu tiên cho
máy Apple gọi là VisiCale
IBM giới thiệu máy vi tính IBM PC
Sun Microsystem giới thiệu trạm làm việc (Workstation) đầu tiên Sun
100
Apple giới thiệu máy Macintosh, là máy tính hữu dụng rộng rãi đầu tiên
với một giao diện đồ hoạ dùng các biểu tượng, các cửa sổ, và con chuột
thân thiện với người dùng

Chùm ảnh: Các mốc phát triển của lịch sử máy tính hiện đại

Công nghê ̣ số đổ i thay từng ngày. Hãy cùng nhìn lại lịch sử phát triển của máy vi
tính qua chùm ảnh dưới đây.
ENIAC – Năm 1946:

Được xem là thế hệ đầu tiên của máy tính điện tử , ENIAC (Electronic Numerical
Integrator and Computer) ban đầ u đươ ̣c xây dựng để phu c̣ vu ̣ cho cuô ̣c chiế n tranh thế
giới thứ 2, nhưng hoàn thành muô ̣n hơn 1 năm sau khi cuô ̣c chiế n đã kế t thúc .


Lịch sử phát triển máy tính điện tử

6

SAGE – Năm 1954

Mô ̣t hê ̣ thố ng điê ̣n toán khổng lồ, SEGA (Semi-Automatic Ground Enviroment ) đươ ̣c xây
dựng để giúp theo dõi dữ liê ̣u radar của không quân theo thời gian thực . Được trang bị
các công nghệ cao như modem và màn hình đồ họa , SEGA có tro ̣ng lươ ̣ng lên đế n 300
tấ n.
NEAC 2203 – Năm 1960

Được sản xuất bởi Nippon Electric Company (NEC), NEAC 2203 là một trong những
máy tính đầu tiên của Nhật Bản sử dụng c hấ t bán dẫn. NEAC 2203 đươ ̣c sử du ̣ng để phu ̣c
vụ cho kinh doanh, khoa ho ̣c và thiế t kế ứng du ̣ng.


Lịch sử phát triển máy tính điện tử

7


IBM System/360 – Năm 1964

Là một trong các dòng máy tính dễ chuyển đổi , máy tính mainframe system /360 của IBM
là thiết bị đầu tiên có chứa toàn bộ các ứng dụng , từ nhỏ đến lớn, từ thương mại đến khoa
học. Người dùng có thể nâng cấ p hoặc thu nhỏ hệ thống của mình mà ko cần phải loay
hoay nâng cấp phần mềm. Các mẫu máy system/360đời cao hơn còn được sử dụng trong
các chiến dịch Apollo của NASA cũng như trong các hệ thống điều khiển không lưu.
CDC 6600 – Năm 1964


Lịch sử phát triển máy tính điện tử

8

Là sản phẩm của Control Data Corporation, và được xây dựng dựa trên thiết kế của
Seumour Cray, 6600 từng là máy tính nhanh nhấ t thế giới . Cho đế n tâ ̣n năm 1969, khi
Cray bắ t tay vào xây dựng thế hê ̣ siêu máy tiń h tiế p theo thì CDC 6600 đã mấ t đi “ngôi
vị” của mình .
DEC PDP-8 – Năm 1965

Là máy tính nhỏ đầu tiên được thương mại hóa . Sản phẩm này của Digital Equipment
Corporation (DEC) bán được hơn 50 ngàn thiết bị kể từ ngày ra mắt , là máy tiń h thành
công nhấ t cho đế n thời điể m năm 1965.
Interface Message Processor (IMP) – Năm 1969


Lịch sử phát triển máy tính điện tử

9


Ý tưởng xây dựng mẫu máy tính này được hình thà nh vào đin̉ h điể m của cuô ̣c chiế n tranh
lạnh, khi chính phủ Mỹ tìm kiế m mô ̣t giải pháp để giữ cho hê ̣ thố ng ma ̣ng máy tính vẫn
hoạt động ổn định trong trường hợp các nốt mạng bị phá hủy bởi một cuộc tấn công hạt
nhân hoă ̣c do các hành đô ̣ng phá hoa ̣i khác .
IMP là thế hệ đầu của gateways, (cái mà ngày nay gọi là routers ), có khả năng hoạt động
trong tiǹ h tra ̣ng ARPANET, tiề n thân của ma ̣ng Internet ngày nay .
Kenback-1 – Năm 1971

Thường đươ ̣c xem là má y tính cá nhân (Personal Computer –PC) đầ u tiên trên hê ̣ giới,
Kenback là công cu ̣ dễ sử du ̣ng để phu ̣c vu ̣ cho công tác giáo du ̣c, nhưng la ̣i không thành
công trong tiêu thu ̣ vì số lươ ̣ng bán ra it́ ỏi.
Cray-1 – Năm 1976

Vào thời điểm được ra mắt , Cray-1 là máy tính nhanh nhất trên thế giới . Mă ̣c dù có giá
thành không hề nhỏ (từ 5 đến 10 triê ̣u USD), Cray-1 vẫn đa ̣t mức tiêu thụ thành công.


Lịch sử phát triển máy tính điện tử

10

Cray-1 là một trong những sản phẩm được thiết bởi Seymour Cray , kiế n trúc sư máy tiń h ,
người đã hiế n dâng cả cuô ̣c đời mình để thiế t kế và xây dựng các “siêu máy tính” .
Apple I – Năm 1976

Ý tưởng đầu tiên đươ ̣c hiǹ h thành bởi Steve Wozniak (thường đươ ̣c biế t đế n với tên go ̣i
Woz), là một bộ máy tính tự quản lý . Ý tưởng của Apple I đã bị bác bỏ bởi ông chủ của
Woz ta ̣i Hewlett-Packard (HP).
Không nao núng, cùng với người bạn thân Steve Jobs, Woz mang sản phẩ m của mình đế n
“chào hàng” ta ̣i Hombebrew Computer Club , thung lũng Silicon , và đã bán được 50 sản

phẩ m cho The Byte Shop với giá bán lẻ 666 USD. Mă ̣c dù giá bán không cao, nhưng sản
phẩ m đã mở đường cho sự ra đời của Apple II, và tiếp theo đó là sự phát triển của Apple,
mô ̣t thế lực khổ ng lồ ngày hôm nay .


Lịch sử phát triển máy tính điện tử

11

Máy tính cá nhân của IBM – Năm 1981

Được trang bị màn hình , bàn phím, máy in, máy tính cá nhân của IBM đã thực sự giúp
cho mo ̣i người trở nên thuâ ̣n tiê ̣n và dễ dàng hơn trong viê ̣c sử du ̣ng . Dành được thành
công trong tiêu thu ̣ sản phẩ m, IBM đã đă ̣t dấ u mố c cho sự phát triể n của máy tiń h cá
nhân hiê ̣n đa ̣i .
Osborne 1 Portable Computer – Năm 1987

Máy tính xách tay thương mại hóa đầu tiên trên thế giới , với tro ̣ng lươ ̣ng khoảng 10,9 kg
và có giá khoản 2000 USD. Sản phẩ m đã trở nên rấ t thông du ̣ng vì có giá thành rẻ và
trang bi ̣số lươ ̣ng phầ n mề m lớn để phu ̣c vu ̣ cho người dùng .


Lịch sử phát triển máy tính điện tử

12

Hewlett-Packard (HP) 150 – Năm 1983

Đánh dấ u mô ̣t bước tiế n dành cho trong công nghê ̣ và có vai trò ảnh hưởng đế n cả ngày
nay, HP 150 lầ n đầ u giới thiê ̣u đế n thế giới máy tính với công nghê ̣ màn hình cảm ứng

(tourch screen). Màn hình với độ rộng 9-inch đươ ̣c bao quanh bởi tia hồ ng ngoài , giúp
truyề n và nhâ ̣n tín hiê ̣u để phát hiê ̣n vi ̣trú ngón tay của người dùng .
Deep Blue – Năm 1997

Dự án đươ ̣c bắ t đầ u ta ̣i IBM vào cuố i những năm 80, Deep Blue là máy tiń h sử du ̣ng cách
thức xử lý song song để giải quyế t các vấ n đề khó . Deep Blue đã thực sự nổ i tiế ng sau
khi đánh ba ̣i kỳ thủ số 1 thế giới, Garry Kasparov.


Lịch sử phát triển máy tính điện tử

13

iPhone – Năm 2007

Thiế t bi ̣cẩ m tay nhỏ go ̣n này đươ ̣c giới thiê ̣u lầ n đầ u bởi CEO của Apple , Steve Jobs vào
năm 2007. Không chỉ mang đế n chức năng truy câ ̣p internet, gọi điện thoại, chụp ảnh hay
chơi nha ̣c, iPhone còn hỗ trơ ̣ mô ̣t số lươ ̣ng lớn các phầ n mề m và các ứng du ̣ng .
Không thực sự là mô ̣t máy tiń h , nhưng iPhone xứng đáng đươ ̣c đứng trong cô ̣t mố c đánh
dấ u sự phát triể n của lich
̣ sử máy tiń h .
iPad – Năm 2010-02-10

Sau thành công vang dô ̣i của iPhone , Apple tiế p tu ̣c cho ra mắ t thế hê ̣ máy tiń h bảng với
tên gọi iPad, với bề dày chỉ khoảng 1.2 inch, trọng lượng 1.5 pounds (khoảng 0.68 kg) và
màn hình 9.7 inch. Như Steve Jobs cho biế t trong buổ i ra mắ t , thiế t bi ̣có thời lươ ̣ng pin


Lịch sử phát triển máy tính điện tử


14

chờ lên đế n 10 giờ và người dùng cũng có thể sử du ṇ g các phầ n mề m , ứng dụng được
phát triển từ phía thứ 3, chơi game, xem video và truy câ ̣p internet (tương tự như iPhone).

Tài liệu tham khảo:
Giáo trình tin học đại cương
/> />