Các vấn đề xã hội của Công nghệ thông tin - Lecture 2: Lịch sử máy tính

1Các vấn đề xã hội của CNTT Lecture 2: Lịch sử máy tính TS Đào Nam Anh UTM, Khoa CNTT 2• Chúng ta hãy xem lịch sử của những chiếc máy tính mà chúng ta biết đến ở thời nay. • Thiết bị tính toán đầu tiên được sử dụng là mười ngón của bàn tay. Điều này, thực tế là tại sao ngày nay chúng ta vẫn đếm với mười và nhân mười. 3 4Abacus • Sau đó, bàn tính được sáng chế, một hệ thống các hạt mà những hạt được di chuyển từ trái qua phải. Con người dùng vài dạng bàn tính ở thế kỉ 16 và nó vẫn được dùng ở một số nơi trên thế giới vì nó có thể hiểu mà không cần biết đọc. 5Bàn tính cổ 6Bàn tính hiện đại 7• In 1617 John Napier là đã phát minh ra logarithms và bảng Napier's bones, ông cũng chính là người phổ biến việc sử dụng dấu đặt sau đơn vị phân số thập phân trong toán học. John Napier 8Napier's Bones. 9• Sáng chế của Napier là có sở của thước tính slide rule, ra đời ở Anh năm 1632. được sử dụng trong NASA cho các chương trình vũ trụ Mercury, Gemini, Apollo. 10 • Leonardo da Vinci (1452-1519) đã có các thiết kế về máy tính nhưng không được thực hiện Leonardo da Vinci 11 • Vào năm 1623, Wilhelm Schickard đã tạo ra chiếc máy tính cơ khí kỹ thuật số đầu tiên và do đó trở thành cha đẻ của kỷ nguyên máy tính. • Vì chiếc máy của ông sử dụng nhiều kỹ thuật như răng và bánh răng được phát triển đầu tiên dành cho đồng hồ, nó còn có tên 'đồng hồ tính toán'. • Nó được sử dụng vào thực tế nhờ người bạn của ông, Johannes Kepler, người đã tạo ra cuộc cách mạng về thiên văn học. Wilhelm Schickard 12 • In 1642 Blaise Pascal, ở tuổi 19, đã chế tạo ra máy Pascaline để giúp bố ông tính thuế. • Chiếc máy tính cơ học đầu tiên, thực hiện được phép cộng và phép trừ bằng cách nhấp phím số Blaise Pascal 13 •Pascal's Pascaline 14 Leibniz's Stepped Reckoner • Nhà toán học người Đức Gottfried Wilhelm Leibniz khám phá ra vi tích phân độc lập với Isaac Newton, và kí hiệu của ông được sử dụng rộng rãi từ đó. • Ông cũng khám phá ra hệ thống số nhị phân, nền tảng của hầu hết các cấu trúc máy tính hiện đại. • Ông đã chế tạo máy tính 4 phép tính (+, -,*, /) 15 • Vào năm 1801, Joseph- Marie Jacquard đã phát triển một máy dệt trong đó kiểu mẫu đang dùng để dệt được điều khiển bằng thẻ đục lỗ. Một loạt các thẻ có thể được thay đổi mà không phải thay đổi thiết kế cơ khí của máy dệt. Đây là bước ngoặc trong khả năng lập trình. Joseph-Marie Jacquard 16 • Năm 1823, Babbage – GS ĐH Cambridge – Anh công bố công trình "máy tính sai phân", sau đó ông phát triển thành máy tính đa năng, tiền thân của máy tính số hiện đại ngày nay, máy có thể đọc được lệnh từ bìa đục lỗ và thi hành chúng • Ada là người trợ lý giúp ông thực hiện lệnh này Charles Babbage 17 • 1833, Charles Babbage, máy phân tích, nó sẽ kéo trực tiếp những thẻ đục lỗ của Jacquard để lập trình • Có khả năng thực hiện điều kiện. 18 • Ada Lovelace, con gái của Ngài Byron, đã dịch và thêm những ghi chú vào "Sketch of the Analytical Engine“ • Ada được coi là nhà lập trình đầu tiên và đã nghĩ ra vòng lặp Ada Lovelace 19 • Vào năm 1890, Cục điều tra dân số Hoa Kỳ đã dùng thẻ đục lỗ, máy sắp xếp, và máy tính bảng do Herman Hollerith thiết kế để xử lý hàng núi dữ liệu từ cuộc điều tra dân số mười năm một lần theo ủy nhiệm của Hiến pháp. • Công ty của Hollerith sau này đã trở thành nòng cốt của IBM. Herman Hollerith 20 • IBM đã phát triển công nghệ thẻ đục lỗ thành một công cụ mạnh mẽ cho việc xử lý dữ liệu kinh doanh và tạo ra một dòng thiết bị ghi đơn vị chuyên biệt hóa rộng rãi. • Đến năm 1950, thẻ IBM tồn tại khắp nơi trong công nghiệp và chính phủ 21 22 • Năm 1930, máy tính mô phỏng được tạo dựng bởi một người Mĩ tên là Vannervar Bush. Thiết bị này được sử dụng trong thế chiến thứ hai để giúp nhắm súng. • Mark 1 là tên được đặt cho máy tính kĩ thuật số đầu tiên được hoàn thành năm 1944. Người chịu trách nhiệm cho sáng chế này là giáo sư Howard Aiken và vài người ở IBM. • Mark I của IBM gồm 3300 khớp răng (engrenage), 1400 bộ chuyển mạch (commutateur) được nối với 800 km dây điện • Qua đến Mark II, năm 1947 thì những khớp răng được thay bằng những đồ điện tử. Howard Aiken 23 • Năm 1946: Eckert, Mauchli và các cộng sự - trường KT điện tử-ĐH Pennylvania - Mỹ xây dựng máy tính kĩ thuật số đầu tiên dùng các bộ phận gọi là ống chân không (ENIAC-Electronic Nummerical Intgrator and Calculator). Chiếc máy tính có 18000 bóng ĐT, chiếm DT: 167 m2, tiêu thụ điện 140 KW/h. • Một sự tiến bộ quan trọng khác của máy tính đến vào năm 1947 khi John von Newmann phát triển ý tưởng về việc giữ những tập lệnh cho máy tính bên trong bộ nhớ máy tính. John von Newmann 24 Harvard Mark I computer 1944 25 • Máy Turing là một mô hình về thiết bị xử lý các ký tự, tuy đơn giản, nhưng có thể thực hiện được tất cả các thuật toán máy tính. • Các máy Turing đã được Alan Turing trình bày vào năm 1936. • Việc nghiên cứu các tính chất của máy Turing cho biết nhiều kiến thức quan trọng trong lĩnh vực khoa học máy tính và lý thuyết về độ phức tạp tính toán. Alan Turing 26 1.Thế hệ 1 (thập niên 50) dùng bóng điện tử chân không, tiêu thụ năng lượng rất lớn. Kích thước máy rất lớn (khoảng 250 m vuông) nhưng tốc độ sử lý lại rất chậm chỉ đạt khoảng vài ngàn phép tính trên giây. 2.Thế hệ 2 (thập niên 60): các bóng điện tử đã đc thay bằng các bóng làm bằng chất bán dẫn nên năng lượng tiêu thụ giảm, kích thước nhỏ hơn nhưng vẫn rất lớn (50 m vuông), tốc độ xử lý đạt khoảng vài chục ngàn phép tính trên giây. 27 Thế hệ 3 (thập niên 70):thời gian này đánh dấu sự ra đời và phát triển của công nghệ vi mạch tích hợp IC. Máy có kích thước nhỏ gọn hơn và tiêu thụ năng lượng ít hơn, tốc độ xử lý đạt khoảng vài trăm ngàn phép tính trên giây. 28 Thế hệ 4 (thập niên 80) Cùng công nghệ vi mạch tích hợp IC nhưng nhỏ gọn hơn mà tốc độ tính toán lại cao hơn nhờ các công nghệ ép vi mạch tiên tiến. Có 3 loại chính: • Siêu máy tính (Main Frame Conputer):kích thước rất lớn và có nhiều tính năng đặc biệt, thường đc dùng trong các viện nghiên cứu, quân đội,chính phủ • Máy Mini (Mini Computer): Máy có kích thước khá to.và chúng ta thường gọi là máy tính cỡ vừa,tính năng của chúng giảm đi,phù hợp với các mục đích sử dụng ở các công ty,cơ quan • Máy vi tính (Micro Computer):ra đời vào năm 1982. Chúng có ưu điểm là giá rẻ, nhỏ gọn, dễ di chuyển,tiêu thụ năng lượng ít, ít hỏng hóc . 29 Thế hệ 5: là thế hệ máy tính hiện nay,đc tập trung phát triển về nhiều mặt nhằm nâng cao tốc độ xử lý va tạo thêm nhiều tính năng cho máy. Các máy tính hiện nay có thể xử lý hàn chục tỷ phép tính trên giây. 30 IBM Stretch 1959 có 150,000 bóng bán dẫn 31 Máy tính với nhiều dây CDC 7600 32 • mini-computers PDP-12, 1969 33 • 1970 • mainframe computers, • IBM 7090 IBM 360, or IBM 370 34 1981, IBM cho công bố chiếc máy tính cá nhân IBM PC đầu tiên có hệ thống mở,tức là máy có nhiều khe cắm mở rộng để có thể cắm thêm các thứ khác vào đó, sau này thiết kế này đã phát triển thành tiêu chuẩn của máy tính ngày nay. 35 • Công ty IBM ( một công ty khổng lồ lúc đó) đã tìm đến một công ty nhỏ có tên là Microsoft để thuê viết phần mềm cho máy tính PC của mình • Bill Gates năm 1981 làm việc suốt ngày để hoàn thành hệ điều hành MS DOS cho công ty IBM, hợp đồng của ông chỉ đáng giá bằng 5 phút thu nhập hiện nay Bill Gates 36 • 1000 BC to 500 BC bàn tính • 1642 Blaise Pascal’s Máy cộng trừ • 1822 Charles Babbage Máy sai phân • 1835 Babbage Máy phân tích Analytical Engine • 1843 Ada Byron Lovelace Vòng lặp, Bernoulli numbers, • 1943 Turing COLOSSUS máy Turing • 1946 ENIAC , U.S.A. • 1951 UNIVAC máy tính dùng trong chính phủ U.S.A. • 1969 ARPANET Mạng quân sự • 1968 Gordon Moore & Robert Noyce, Intel, U.S.A. • 1977 Apple máy tính thương mại • 1981 IBM Máy tính cá nhân • 1991 World Wide Web Tim Berners-Lee • 2000 Y 2K Bug • Ứng dụng rộng rãi: word processing, games, email, maps, and streaming 37 Thảo luận • Con người đang giao dịch với máy tính như các máy đọc thẻ, dùng cho ngân hàng, thư viện, công sở. Có vấn đề gì trong giao dịch người-máy? • Tại sao tên sinh viên không đủ để xác định nhân thân • Chỉ ra các ứng dụng máy tính trong lĩnh vực giáo dục