Lịch sử phần cứng máy tính

context: Vào năm 1833, Charles Babbage chuyển từ việc phát triển máy sai phân của ông sang phát triển một thiết kế hoàn chỉnh hơn, máy phân tích, nó sẽ kéo trực tiếp những thẻ đục lỗ của Jacquard để lập trình. Vào năm 1835, Babbage đã mô tả máy phân tích của ông. Đó là kế hoạch về một chiếc máy tính có thể lập trình đa mục đích, sử dụng thẻ đục lỗ làm ngõ nhập và một máy hơi nước làm năng lượng. Một phát minh cốt yếu đó là sử dụng bánh xe làm chức năng như các hạt của bàn tính. Theo ý nghĩa thực tế, những chiếc máy tính này chỉ toàn chứa những bàn tính tự động (kỹ thuật gọi là đơn vị luận lý số học hay đơn vị dấu chấm động). Ý tưởng ban đầu của ông là dùng thẻ đục lỗ để điều khiển một bộ máy mà có thể tính và in ra những bảng logarit với độ chính xác cực lớn (một máy tính với mục đích cụ thể). Ý tưởng của Babbage nhanh chóng phát triển thành máy tính lập trình được đa mục đích, máy phân tích của ông. Dù thiết kế của ông hợp lý và kế hoạch dường như đúng đắn, hay ít nhất cũng có thể gỡ rối được, dự án rất chậm chạp vì nhiều vấn đề khác nhau. Babbage là một đồng nghiệp khó tính và luôn tranh cãi với bất cứ ai không tôn trọng ý tưởng của ông. Tất cả các bộ phận của chiếc máy của ông đều làm bằng tay. Những lỗi nhỏ trong mỗi bộ phận đôi khi có thể tạo thành những sai biệt lớn trong một bộ máy có hàng ngàn bộ phận, do đó đòi hỏi những bộ phận này phải tốt hơn nhiều so với sức chịu đựng thông thường vào thời kỳ đó. Dự án tan vỡ do những tranh cãi với người thợ thủ công làm ra những bộ phận đó và kết thúc bằng sự rút vốn của chính phủ. Ada Lovelace, con gái của Ngài Byron, đã dịch và thêm những ghi chú vào "Sketch of the Analytical Engine" (Phác họa máy phân tích) của Federico Luigi, Conte Menabrea.
qas: question: Các bộ phận của chiếc máy được làm bằng gì?
answers: text: bằng tay.

context: Nghệ thuật tính toán tương tự đạt đến đỉnh cao với máy phân tích vi phân, được phát minh vào năm 1876 bởi James Thomson và được H. W. Nieman và Vannevar Bush chế tạo tại MIT bắt đầu từ năm 1927. Chưa tới một tá chiếc máy này được chế tạo; chiếc mạnh nhất được chế tạo tại Khoa Cơ điện tử Moore của Đại học Pennsylvania, nơi chiếc ENIAC được chế tạo. Những máy tính điện tử kỹ thuật số tương tự như ENIAC đã báo hiệu hồi kết của phần lớn máy tính toán tương tự, nhưng những máy tính tương tự lai, được điều khiển bởi các thiết bị điện tử số, vẫn tiếp tục được dùng trên thực tế trong những năm 1950 và 1960, và sau đó là trong một số ứng dụng chuyên môn. Nhưng giống như tất cả những thiết bị kỹ thuật số khác, độ chính xác thập phân sau nhiều lần tính toán (precision) của một thiết bị kỹ thuật số là một hạn chế, trong khi với thiết bị tương tự, độ chính xác so với thực tế (accuracy) lại là một hạn chế. Khi điện tử phát triển trong thế kỷ XX, bài toán tính toán ở điện thế thấp mà vẫn giữ được tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu cao nhanh chóng hiện ra, như nói phía dưới, vì mạch kỹ thuật số là một dạng đặc biệt của mạch tương tự, dự định hoạt động ở những thiết lập chuẩn hóa (tiếp tục hướng đi như vậy, cổng luận lý có thể được xem là một dạng mạch số).
qas: question: NHỮNG GÌ TIẾP TỤC ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG NHỮNG NĂM 1950 VÀ 1960?
answers: text: những máy tính tương tự lai

context: Zuse đã phải chịu nhiều khó khăn trong Chiến tranh thế giới II khi một số máy móc của ông bị phá hoại trong những chiến dịch ném bom của Quân đồng minh. Rõ ràng là những kỹ sư tại Anh và Mỹ không hề biết đến đa số công trình của ông cho đến mãi sau này, mặc dù ít nhất thì IBM đã chú ý đến nó khi tài trợ tài chính cho việc thành lập công ty của ông vào năm 1946 để trả lại sẽ sở hữu bằng phát minh của Zuse.
qas: question: Ai đã nhận thấy Zuses làm việc đầu tiên?
answers: text: IBM

context: Trong suốt Chiến tranh thế giới II, người Anh tại Bletchley Park (40 dặm về phía bắc Luân Đôn) đã đạt được một số thành công trong việc giải những bức thư liên lạc quân sự được mã hóa của quân Đức. Máy mã hóa của người Đức, Enigma, bị xâm nhập với sự giúp đỡ của những chiếc máy cơ-điện có tên bombe. Bombe, do Alan Turing và Gordon Welchman thiết kế, đặt tên theo phương pháp mã hóa bomba của Marian Rejewski người Ba Lan (1938), bắt đầu được sử dụng vào năm 1941. Chúng khử được những thiết lập của Enigma bằng cách thực hiện hàng loạt những phép suy diễn logic được hiện thực bằng điện tử. Đa số khả năng sẽ dẫn đến mâu thuẫn, chỉ còn số ít còn lại có thể kiểm tra bằng tay được.
qas: question: Công viên Bletchley bao xa về phía bắc London?
answers: text: (40 dặm về phía bắc

context: Vào tháng 6 năm 1951, UNIVAC I (Máy tính tự động phổ thông) được gửi đến Cục Thống kê Dân số Hoa Kỳ. Remington Rand đã bán được 46 chiếc máy với trị giá mỗi chiếc hơn 1 triệu USD. UNIVAC là chiếc máy tính được 'sản xuất hàng loạt' đầu tiên; tất cả các máy tính trước đó đều thuộc loại 'chế tạo từng cái một'. Máy này sử dụng 5.200 ống chân không và tiêu thụ 125 kW năng lượng. Nó sử dụng một đường dây trễ (delay line) bằng thủy ngân có thể chứa 1.000 word của 11 chữ số thập phân cùng với dấu (word 72-bit) dùng làm bộ nhớ. Không giống như các máy IBM, nó không được trang bị bộ đọc thẻ đục lỗ mà sử dụng ngõ nhập là băng từ kim loại theo kiểu những năm 1930, khiến cho nó không tương thích với một số bộ lưu trữ dữ liệu hiện có bán vào thời gian đó. Băng giấy đục lỗ tốc độ cao và băng từ được dùng làm ngõ nhập/xuất cho những máy tính khác vào thời kỳ này.
qas: question: Máy tính sản xuất hàng loạt đầu tiên cần bao nhiêu điện năng?
answers: text: 125 kW

question: UNIVAC có nghĩa là gì?
answers: text: Máy tính tự động phổ thông

question: Máy tính dựa vào ống chân không có bộ nhớ lưu trữ có thể chứa kim loại nào?
answers: text: thủy ngân

context: IBM đã giới thiệu chiếc máy tính nhỏ và rẻ hơn vào năm 1954 mà thực tế đã cho thấy nó rất được ưa thích. Chiếc IBM 650 nặng trên 900 kg, bộ cung cấp điện đi kèm nặng khoảng 1350 kg và cả hai được đựng trong những tủ rời nhau với kích thước 1,5 x 0,9 x 1,8 mét. Nó trị giá 500.000 USD hoặc cho thuê với giá 3.500 USD một tháng. Bộ nhớ trống (drum memory) của nó nguyên thủy chỉ có 2000 word 10 chữ số, và cần phải lập trình rất phức tạp thì mới tính toán được hiệu quả. Những giới hạn về bộ nhớ như vậy vẫn là vấn đề đối với ngành lập trình cho đến nhiều thập kỷ về sau, cho đến khi có một cuộc cách mạng về khả năng của phần cứng và một mô hình lập trình phù hợp với sự phát triển của phần mềm.
qas: question: Cân nặng của IBM 650 là bao nhiêu? 
answers: text: Chiếc IBM 650 nặng trên 900 kg

context: Các thiết bị điện tử được transistor hóa không chỉ phát triển CPU, mà còn cả các thiết bị ngoại vi. Chiếc RAMAC IBM 350 được ra mắt vào năm 1956 và là máy tính có ổ đĩa đầu tiên trên thế giới. Đơn vị lưu trữ dữ liệu dạng đĩa thế hệ thứ hai có thể lưu trữ hàng chục triệu ký tự và chữ số. Nhiều thiết bị ngoại vi khác nhau có thể kết nối với CPU, giúp tăng tổng dung lượng bộ nhớ đến hàng trăm triệu ký tự và chữ số. Tiếp sau đơn vị lưu trữ bằng đĩa cố định, được kết nối với CPU thông qua băng truyền dữ liệu tốc độ cao, là đơn vị lưu trữ dữ liệu dạng đĩa tháo lắp. Một chồng đĩa tháo lắp có thể thay bằng một chồng khác chỉ trong vài giây. Thậm chí dù dung lượng đĩa tháo lắp nhỏ hơn đĩa cố định, khả năng sử dụng thay thế lẫn nhau đảm bảo cho khả năng lưu trữ dữ liệu không có giới hạn trở nên trong tầm tay. Nhưng băng từ cung cấp khả năng lưu trữ các dữ liệu này, với giá thành thấp hơn đĩa.
qas: question: Đơn vị lưu trữ dữ liệu dạng đĩa thế hệ thứ hai có thể lưu trữ bao nhiêu dữ liệu?
answers: text: hàng chục triệu ký tự và chữ số

context: Vi xử lý dẫn đến sự phát triển của vi máy tính, những máy tính nhỏ, giá thành thấp mà những cá nhân và doanh nghiệp nhỏ có thể sở hữu. Các vi máy tính, xuất hiện lần đầu vào thập niên 1970, có mặt ở khắp mọi nơi vào thập niên 1980 về sau. Steve Wozniak, đồng sáng lập viên Apple Computer, là người được vinh danh trong quá trình phát triển chiếc máy tính gia đình dành cho thị trường đại chúng đầu tiên. Tuy nhiên, chiếc máy tính đầu tiên của ông, Apple I, lại ra xuất hiện một thời gian sau các máy KIM-1 và Altair 8800, và chiếc máy tính Apple đầu tiên có khả năng đồ họa và âm thanh cũng được phát hành một thời gian dài sau Commodore PET. Việc tính toán gắn liền với kiến trúc vi máy tính, với các tính năng đã có từ các máy kích thước lớn hơn, giờ đã chiếm lĩnh trong hầu hết phân khúc thị trường.
qas: question: Máy tính phát triển vì lí do gì?
answers: text: kiến trúc vi máy tính