Máy vi tính là gì? Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của máy tính

1. Máy vi tính là gì?

Máy vi tính (máy tính, Computer, PC) là một thiết bị có khả năng được lập trình để lưu trữ, truy xuất và xử lý dữ liệu. Thuật ngữ "máy vi tính" ban đầu được sử dụng để chỉ hoạt động tính toán của con người (máy tính của con người), sử dụng các công cụ cơ học như bàn tính và quy tắc trượt để thực hiện các phép tính. Tuy nhiên, thuật ngữ này đã dần được áp dụng cho các thiết bị cơ khí khi chúng bắt đầu thay thế vai trò của máy tính con người. Ngày nay, máy tính là một thiết bị điện tử có khả năng nhận dữ liệu đầu vào, xử lý dữ liệu đó, tạo ra kết quả đầu ra và lưu trữ kết quả đó.

2. Tổng quan về máy tính

Hình ảnh 1: Bộ máy tính để bàn những thập niên 2000

Hình ảnh 2:  Bộ máy tính để bàn hiện đại tại Hoàng Hà PC

Hình ảnh 3 : máy tính xách tay hiện đại ngày nay với các bộ phận được tích hợp một khối gọn gàng.

3. Lịch sử của máy vi tính

ENIAC là máy tính kỹ thuật số đầu tiên và là thiết bị mà hầu hết mọi người nghĩ đến khi nói về máy tính. Nó được chế tạo trong Thế chiến thứ hai (1943-1946) với mục đích giúp tự động hóa các phép tính mà trước đó chỉ có máy tính của con người mới thực hiện được. Bằng cách thực hiện các phép tính này trên máy tính, họ có thể đạt được kết quả nhanh hơn nhiều và ít lỗi hơn.

Những máy tính đầu tiên như ENIAC được sử dụng các ống chân không và có kích thước lớn, đôi khi đủ lớn để chiếm cả một phòng, và chỉ có thể tìm thấy chúng trong các tổ chức, trường đại học hoặc chính phủ. Tuy nhiên, sau đó, máy tính đã bắt đầu sử dụng bán dẫn và các bộ phận nhỏ hơn và giá rẻ hơn, cho phép người thông thường sở hữu máy tính.

Máy tính đầu tiên trong lịch sử có tên là ENIAC

4. Các loại máy vi tính

Khi đề cập đến máy tính hoặc "PC", thường ám chỉ đến máy tính để bàn được đặt trong nhà hoặc văn phòng. Tuy nhiên, trong thời đại hiện nay, định nghĩa về máy tính đang dần bị mờ nhạt. Dưới đây là một số ví dụ khác nhau về những thiết bị được coi là máy tính ngày nay.

Hình ảnh trên trình bày một số loại máy tính và thiết bị điện tử, đó là ví dụ về sự đa dạng của chúng.

Dưới đây là danh sách một số thiết bị điện tử phổ biến được coi là máy tính:

- Máy tính để bàn (Desktop computer)

- Laptop

- Máy chơi game (Console), ví dụ như Xbox và PS3

- Máy tính nhúng (Embedded computer)

- Máy tính đồng bộ (Synchronous computer)

- Máy tính cầm tay (PDA)

- Máy tính chuyên dụng cho game (Gaming computer)

- Máy tính lai (Hybrid computer)

- Máy tính xách tay (Portable, notebook computer)

- Máy chủ (Server)

- Máy tính bảng (Tablet)

Hình ảnh trên là máy tính thiết kế làm máy chủ cấu hình cao

Tất cả các máy tính đều có các cổng kết nối khác nhau tùy theo mục đích sản xuất và sử dụng.

5. Cấu tạo của máy tính gồm những thành phần nào?

Các thành phần cơ bản của một máy tính để bàn bao gồm các linh kiện phần cứng và thiết bị ngoại vi sau đây. Tuy nhiên, khi công nghệ tiến bộ, một số công nghệ cũ như ổ đĩa mềm đã không còn được sản xuất và sử dụng nữa.

- Vỏ cây máy tính hoặc khung máy

- Quạt làm mát

- Ổ đĩa quang: Blu-ray, CD-ROM, CD-R, CD-RW hoặc DVD.

- CPU (bộ xử lý)

- Ổ đĩa mềm

- Ổ cứng HDD, SSD

- Khay chứa

- Bàn phím

- RAM ( bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên )

- Cái micro Màn hình, LCD hoặc thiết bị hiển thị khác.

- Bo mạch chủ Motherboard

- Chuột

- Card mạng

- Card video

- Nguồn cấp (PSU)

- Card âm thanh

- Máy in

- Speakers

Chú ý: Các thành phần này có thể khác nhau tùy thuộc vào mục đích sử dụng và cấu hình của mỗi máy tính để bàn.

6. Những bộ phận nào cần thiết để máy vi tính hoạt động?

Một máy tính không yêu cầu tất cả các thành phần nêu trên. Tuy nhiên, máy tính không thể hoạt động nếu không có tối thiểu các bộ phận được liệt kê dưới đây.

- Bộ xử lý – Thành phần thực thi các lệnh từ phần mềm và phần cứng.

- Bộ nhớ – Bộ nhớ chính tạm thời cho dữ liệu di chuyển giữa bộ lưu trữ và CPU.

- Bo mạch chủ (với onboard video) – Hợp phần kết nối tất cả các thành phần.

- Thiết bị lưu trữ (ví dụ: ổ cứng ) – Bộ nhớ thứ cấp chậm hơn lưu trữ vĩnh viễn dữ liệu.

Bên trong của 1 máy tính PC hiện đại

Tuy nhiên, nếu máy tính của bạn chỉ có các thành phần cơ bản như vậy, bạn sẽ không thể tương tác với nó cho đến khi bạn kết nối ít nhất một thiết bị đầu vào (như bàn phím). Bên cạnh đó, để hiển thị những gì đang xảy ra trên máy tính, bạn cần ít nhất một thiết bị đầu ra (như màn hình).

Sau khi máy tính được thiết lập, chạy và kết nối với mạng, bạn có thể ngắt kết nối bàn phím và màn hình và kết nối từ xa. Trên thực tế, đây là cách hầu hết các máy chủ và máy tính trong trung tâm dữ liệu được sử dụng.

7. Chức năng của máy tính là gì?

Nếu chúng ta nhìn nó theo nghĩa rộng, bất kỳ máy tính kỹ thuật số nào cũng thực hiện năm chức năng sau:

Bước 1 – Lấy dữ liệu làm đầu vào.

Bước 2 – Lưu trữ dữ liệu / hướng dẫn trong bộ nhớ của nó và sử dụng chúng theo yêu cầu.

Bước 3 – Xử lý dữ liệu và chuyển đổi nó thành thông tin hữu ích.

Bước 4 – Tạo đầu ra.

Bước 5 – Kiểm soát tất cả bốn bước trên.

8. Nguyên tắc hoạt động của máy tính

Các hoạt động của các thành phần máy tính dựa theo các nguyên tắc sau đây:

- Quá trình nhập liệu là quá trình đưa dữ liệu thô, hướng dẫn và thông tin vào máy tính thông qua các thiết bị đầu vào.

- Lưu Trữ: Máy tính có bộ nhớ chính và bộ nhớ thứ cấp để lưu trữ dữ liệu và hướng dẫn. Trước khi dữ liệu được gửi đến CPU để xử lý, nó sẽ được lưu trữ trong bộ nhớ và sau khi được xử lý, kết quả cũng được lưu trữ lại trong bộ nhớ.

- Quá trình xử lý là quá trình chuyển đổi dữ liệu thô thành thông tin hữu ích, được thực hiện bởi CPU của máy tính. CPU lấy dữ liệu từ bộ nhớ, xử lý và trả lại kết quả vào bộ nhớ.

- Kết xuất là quá trình trình bày dữ liệu đã xử lý thông qua các thiết bị đầu ra như màn hình, máy in và loa.

- Hoạt động điều khiển được thực hiện bởi khối điều khiển là một phần của CPU. Khối điều khiển đảm bảo rằng tất cả các hoạt động được thực hiện đúng cách và theo trình tự.

9. Ưu điểm của Máy tính

 Tốc độ cao

- Máy tính là một thiết bị rất nhanh.

- Nó có khả năng thực hiện tính toán lượng dữ liệu rất lớn.

- Máy tính có đơn vị tốc độ tính bằng micro giây, nano giây và thậm chí là pico giây.

- Nó có thể thực hiện hàng triệu phép tính trong vài giây so với con người sẽ dành nhiều tháng để thực hiện cùng một nhiệm vụ.

Sự chính xác

- Ngoài việc rất nhanh, máy tính còn rất chính xác.

- Các phép tính không có lỗi 100%.

- Máy tính thực hiện tất cả các công việc với độ chính xác 100% với điều kiện đầu vào là chính xác.

Khả năng lưu trữ

Bộ nhớ là một đặc tính rất quan trọng của máy tính.

Máy tính có dung lượng lưu trữ lớn hơn nhiều so với con người.

Nó có thể lưu trữ một lượng lớn dữ liệu.

Nó có thể lưu trữ bất kỳ loại dữ liệu nào như hình ảnh, video, văn bản, âm thanh, v.v.

Siêng năng

Không giống như con người, một máy tính không có sự đơn điệu, mệt mỏi và thiếu tập trung.

Nó có thể hoạt động liên tục mà không gặp lỗi và không biết chán.

Nó có thể thực hiện các tác vụ lặp đi lặp lại với cùng tốc độ và độ chính xác.

Tính linh hoạt

Máy tính là một cỗ máy rất linh hoạt.

Máy tính rất linh hoạt trong việc thực hiện các công việc cần làm.

Máy này có thể được sử dụng để giải quyết các vấn đề liên quan đến các lĩnh vực khác nhau.

Tại một ví dụ, nó có thể đang giải quyết một vấn đề khoa học phức tạp và ngay giây phút tiếp theo nó có thể đang chơi một trò chơi bài.

Độ tin cậy

Máy tính là một cỗ máy đáng tin cậy.

Các linh kiện điện tử hiện đại có tuổi thọ cao.

Máy tính được thiết kế để giúp bảo trì dễ dàng.

Tự động hóa

Máy tính là một cỗ máy tự động.

Tự động hóa là khả năng thực hiện một nhiệm vụ nhất định một cách tự động. Một khi máy tính nhận được chương trình tức là chương trình được lưu trữ trong bộ nhớ máy tính, khi đó chương trình và lệnh có thể điều khiển việc thực hiện chương trình mà không cần sự tương tác của con người.

Giảm chi phí và công việc giấy tờ

Việc sử dụng máy tính để xử lý dữ liệu trong một tổ chức dẫn đến giảm thiểu công việc trên giấy tờ và dẫn đến việc đẩy nhanh quá trình.

Vì dữ liệu trong các tệp điện tử có thể được truy xuất theo yêu cầu và khi cần thiết, vấn đề bảo trì số lượng lớn tệp giấy sẽ được giảm bớt.

Mặc dù khoản đầu tư ban đầu để cài đặt một máy tính cao, nhưng về cơ bản, nó làm giảm đáng kể chi phí cho mỗi giao dịch của nó.

10. Nhược điểm của Máy tính

Không có IQ

- Máy tính là một cỗ máy không có trí thông minh để thực hiện bất kỳ nhiệm vụ nào.

- Mỗi lệnh phải được cung cấp cho máy tính.

- Máy tính không thể tự mình đưa ra bất kỳ quyết định nào.

Sự phụ thuộc

Nó hoạt động theo hướng dẫn của người dùng, do đó nó hoàn toàn phụ thuộc vào con người.

Môi trường

Môi trường hoạt động của máy tính phải không có bụi và phù hợp.

Không có cảm giác

- Máy tính không có cảm giác hoặc cảm xúc.

- Nó không thể đưa ra phán đoán dựa trên cảm giác, mùi vị, kinh nghiệm và kiến ​​thức không giống như con người.

11. Ứng dụng của máy tính trong đời sống

Ngày nay, máy tính được ứng dụng trong hầu hết mọi lĩnh vực, từ khoa học vũ trụ cho tới nhu cầu học tập giải trí của con người.

Hình ảnh: Những bộ PC trong làm việc tác vụ văn phòng

Hình ảnh: Bộ máy tính PC làm Ứng dụng trong chạy AI - Trí tuệ nhân tạo

Hình ảnh: 100 Bộ máy tính PC làm Ứng dụng Server - Máy ảo - Giả lập

Máy tính giúp rút ngắn rất nhiều thời gian và đơn giản hóa những công việc phức tạp. Chẳng hạn, bạn có thể viết một thư trong trình xử lý văn bản, chỉnh sửa nó bất cứ lúc nào, kiểm tra chính tả, in bản sao và gửi cho bất kỳ ai trên toàn cầu chỉ trong vài giây. Những công việc này trước đây có thể mất người vài ngày hoặc thậm chí vài tháng để hoàn thành.