Máy tính cá nhân

Máy tính cá nhân hay còn gọi là PC là một loại máy vi tính đa năng có kích thước, khả năng và giá cả phù hợp cho việc sử dụng cá nhân. Máy tính cá nhân được thiết kế để người dùng cuối điều hành trực tiếp, thay vì một chuyên gia hay kỹ thuật viên máy tính. Không như các máy tính mini và mainframe lớn, đắt tiền, việc chia sẻ tài nguyên cho nhiều người dùng (time-sharing) thường không xảy ra ở máy tính cá nhân. Đặc biệt vào cuối những năm 1970 và những năm 1980, thuật ngữ máy tính gia đình cũng được sử dụng. Sự ra đời của máy tính cá nhân cùng với sự cách mạng kỹ thuật số (Digital Revolution) đã ảnh hưởng đáng kể đến cuộc sống của con người trên toàn thế giới.
Chủ sở hữu máy tính cá nhân vào những năm 1960 phải tự viết chương trình của họ để thực hiện công việc hữu ích với máy. Mặc dù người dùng máy tính cá nhân có thể phát triển các ứng dụng của họ, thường thì hệ thống này chạy phần mềm thương mại, phần mềm miễn phí ("freeware"), đa số là độc quyền, hoặc phần mềm mã nguồn mở miễn phí, được cung cấp dưới dạng đã biên dịch (binary). Phần mềm cho máy tính cá nhân thường được phát triển và phân phối độc lập khỏi nhà sản xuất phần cứng hay hệ điều hành. Nhiều người dùng máy tính cá nhân không còn cần phải tự viết chương trình để sử dụng máy tính cá nhân, mặc dù lập trình người dùng cuối vẫn khả thi. Điều này trái ngược với các hệ thống di động, nơi mà phần mềm thường chỉ có sẵn thông qua kênh được hỗ trợ bởi nhà sản xuất, và việc phát triển chương trình người dùng cuối có thể bị hạn chế do thiếu hỗ trợ của nhà sản xuất.
Từ đầu những năm 1990, phần cứng Intel và hệ điều hành của Microsoft (đầu tiên là MS-DOS sau đó là Windows) - tổng hợp lại được gọi là 'Wintel' - đã chiếm ưu thế trong ngành công nghiệp máy tính cá nhân, và ngày nay thuật ngữ "PC" thường chỉ đến nền tảng Wintel phổ biến. Các lựa chọn thay thế cho Windows chiếm tỷ lệ ít hơn trong ngành công nghiệp; điển hình như nền tảng Mac từ Apple (chạy hệ điều hành macOS), và các hệ điều hành Unix-tự do mã nguồn mở, như Linux. Các nền tảng đáng chú ý khác đến những năm 1990 bao gồm Amiga từ Commodore, và PC-98 từ NEC.
Thuật ngữ.
"PC" là từ viết tắt của "Personal Computer". Dù trong tên của máy tính cá nhân IBM (IBM Personal Computer) có chứa dòng chữ "Personal Computer", thuật ngữ này ban đầu dùng để mô tả máy tính cá nhân của bất kỳ hãng nào.
Trong một sỗ ngữ cảnh, khái niệm "PC" được dùng để đối lập với "Mac", là một máy tính Apple Macintosh. Tuy nhiên, thực chất các máy tính Apple đều là máy tính cá nhân.
Lịch sử.
Một trong những máy tính cá nhân đầu tiên trên thế giới là máy Xerox Alto của Xerox vào năm 1973. Nó có một giao diện người dùng đồ họa (GUI) sau này trở thành cảm hứng cho dòng máy Macintosh của Apple. Alto chỉ mang tính chất biểu diễn, không được thương mại hóa do chi phí quá cao.
Đến năm 1974, chiếc máy tính cá nhân "thực sự" đầu tiên của thế giới là Altair 8800 ra đời, sử dụng vi xử lý 8080 của Intel. Nó được công nhận là đã mở ra cuộc các mạng về máy vi tính và là máy tính cá nhân đầu tiên được thương mại hóa thành công. Hệ thống bus của Altair 8800 trở thành tiêu chuẩn de facto dưới dạng bus S-100, và ngôn ngữ lập trình đầu tiên của nó cũng là sản phẩm thành lập của Microsoft, Altair BASIC.
Năm 1976, Steve Jobs và Steve Wozniak bán bo mạch của máy tính Apple I và bao gồm khoảng 30 chip. Apple I khác với các máy tính dạng kit khác thời đó. Theo yêu cầu của Paul Terrell, chủ của Byte Shop, Job và Wozniak nhận được đơn đặt hàng đầu tiên với 50 máy Apple I, với điều kiện các máy phải được lắp ráp và kiểm lỗi đầy đủ, không phải dạng kit. Bởi Terrell muốn bán máy tính cho một bộ phận lớn người dùng, không chỉ riêng dân điện tử những người có khả năng hàn mạch. Cuối cùng Apple I vẫn chỉ được bán ở dạng kit, vì nó không có nguồn, vỏ hay bàn phím.
Chiếc máy tính cá nhân được quảng bá số đông thành công đầu tiên là chiếc Commodore PET vào tháng 1 năm 1977. Ba tháng sau đó (tức tháng Tư), Apple II được công bố với chiếc đầu tiên xuất xưởng ngày 10 tháng 6 năm 1977 và chiếc TRS-80 của Tandy Corporation/Tandy Radio Shack theo sau đó vào tháng Tám 1977, và bán được hơn 100.000 máy trong suốt vòng đời của nó. Cả ba máy này được gọi là chung là "bộ ba 1977".
Khoảng đầu thập niên 1980, các máy tính gia đình được phát triển cho sử dụng trong các hộ gia đình, phục vụ mục đích lập trình hoặc chơi các trò chơi điện tử. Chúng thường sử dụng tivi làm màn hình hiển thị, có độ phân giải thấp và màu sắc hạn chế. Sinclair Research, một công ty ở Vương quốc Anh đã bán máy tính ZX Spectrum tổng cộng được 8 triệu máy. Sau đó là Commodore 64 với tổng cộng 17 triệu máy tính được bán. Cho đến giữa thập niên 80, xuất hiện các máy tính gia đình sử dụng vi xử lý 16/32 bit manh hơn như Amiga 1000, với nhiều bộ nhớ hơn, có hệ điều hành đồ họa đa nhiệm và hiển thị nhiều màu sắc hơn.
Mặt khác, ở thị trường doanh nghiệp, sự xuất hiện của IBM PC năm 1981 nhanh chóng đặt ra một tiêu chuẩn trong nền công nghiệp máy tính tương thích. Tất cả các kiến trúc máy tính khác đều nhanh chóng biến mất do sự thống trị của nền tảng này. Nhận ra điều đó, các hãng sản xuất bắt đầu tìm cách sao chép IBM PC và phát triển nó lên thành tiêu chuẩn chung cho mọi máy tính cá nhân sau này.
Phần cứng.
Phần cứng máy tính là một thuật ngữ toàn diện cho tất cả các bộ phận vật lý của máy tính, được phân biệt với dữ liệu chứa hoặc hoạt động và phần mềm cung cấp hướng dẫn cho phần cứng để thực hiện các tác vụ. Một số hệ thống con của máy tính cá nhân có thể chứa bộ xử lý chạy chương trình cố định hoặc chương trình cơ sở, chẳng hạn như bộ điều khiển bàn phím. Phần sụn thường không bị thay đổi bởi người dùng cuối của máy tính cá nhân.
Hầu hết các máy tính thời kỳ 2010 chỉ yêu cầu người dùng cắm vào nguồn điện, màn hình và các loại cáp khác. Một máy tính để bàn thông thường bao gồm vỏ máy tính (hoặc "tháp"), khung kim loại chứa nguồn điện, bo mạch chủ, ổ đĩa cứng và thường là ổ đĩa quang. Hầu hết các tòa tháp có không gian trống, nơi người dùng có thể thêm các thành phần bổ sung. Các thiết bị bên ngoài như màn hình máy tính hoặc bộ hiển thị hình ảnh, bàn phím và thiết bị trỏ (chuột) thường được tìm thấy trong máy tính cá nhân.
Bo mạch chủ kết nối tất cả bộ xử lý, bộ nhớ và các thiết bị ngoại vi với nhau. RAM, card đồ họa và bộ xử lý trong hầu hết các trường hợp được gắn trực tiếp lên bo mạch chủ. Bộ xử lý trung tâm (chip vi xử lý) cắm vào ổ cắm CPU, trong khi các mô-đun bộ nhớ cắm vào ổ cắm bộ nhớ tương ứng. Một số bo mạch chủ có bộ điều hợp hiển thị video, âm thanh và các thiết bị ngoại vi khác được tích hợp trên bo mạch chủ, trong khi một số khác sử dụng khe cắm mở rộng cho card đồ họa, card mạng hoặc các thiết bị I / O khác. Card đồ họa hoặc card âm thanh có thể sử dụng hộp thoát ra để giữ các bộ phận tương tự tránh xa bức xạ điện từ bên trong vỏ máy tính. Ổ đĩa, cung cấp lưu trữ lớn, được kết nối với bo mạch chủ bằng một cáp và với nguồn điện thông qua cáp khác. Thông thường, các ổ đĩa được gắn trong cùng trường hợp với bo mạch chủ; khung mở rộng cũng được thực hiện để lưu trữ đĩa bổ sung.
Đối với lượng dữ liệu lớn, một ổ băng từ có thể được sử dụng hoặc các đĩa cứng bổ sung có thể được đặt cùng nhau trong trường hợp bên ngoài. Bàn phím và chuột là các thiết bị bên ngoài được cắm vào máy tính thông qua các đầu nối trên bảng I / O ở mặt sau của vỏ máy tính. Màn hình cũng được kết nối với bảng đầu vào / đầu ra (I / O), thông qua một cổng trên bo mạch chủ hoặc một cổng trên card đồ họa. Khả năng của phần cứng máy tính cá nhân đôi khi có thể được mở rộng bằng cách bổ sung các thẻ mở rộng được kết nối thông qua một bus mở rộng. Bus ngoại vi tiêu chuẩn thường được sử dụng để thêm thẻ mở rộng trong máy tính cá nhân bao gồm PCI, PCI Express (PCIe) và AGP (bus PCI tốc độ cao dành riêng cho bộ điều hợp đồ họa, được tìm thấy trong các máy tính cũ). Hầu hết các máy tính cá nhân hiện đại đều có nhiều khe cắm mở rộng PCI Express vật lý, với một số khe cắm PCI cũng vậy.
Phần mềm.
Phần mềm máy tính là bất kỳ loại chương trình, quy trình hoặc tài liệu máy tính nào thực hiện một số tác vụ trên hệ thống máy tính. Thuật ngữ này bao gồm phần mềm ứng dụng như bộ xử lý văn bản thực hiện các tác vụ sản xuất cho người dùng, phần mềm hệ thống như hệ điều hành có giao diện với phần cứng máy tính để cung cấp các dịch vụ cần thiết cho phần mềm ứng dụng và phần mềm trung gian điều khiển và điều phối hệ thống phân tán.
Các ứng dụng phần mềm là phổ biến để xử lý văn bản, duyệt Internet, fax Internet, e-mail và tin nhắn kỹ thuật số khác, phát lại đa phương tiện, chơi trò chơi máy tính và lập trình máy tính. Người dùng có thể có kiến ​​thức đáng kể về môi trường hoạt động và các chương trình ứng dụng, nhưng không nhất thiết phải quan tâm đến lập trình và thậm chí không thể viết chương trình cho máy tính. Do đó, hầu hết các phần mềm được viết chủ yếu cho máy tính cá nhân có xu hướng được thiết kế với mục đích sử dụng đơn giản hoặc "thân thiện với người dùng". Tuy nhiên, ngành công nghiệp phần mềm liên tục cung cấp một loạt các sản phẩm mới để sử dụng trong máy tính cá nhân, nhắm vào cả người dùng chuyên gia và người dùng không chuyên gia.
Hệ điều hành.
Một hệ điều hành (HĐH) quản lý tài nguyên máy tính và cung cấp cho các lập trình viên một giao diện được sử dụng để truy cập các tài nguyên đó. Một hệ điều hành xử lý dữ liệu hệ thống và đầu vào của người dùng và phản hồi bằng cách phân bổ và quản lý các tác vụ và tài nguyên hệ thống nội bộ dưới dạng dịch vụ cho người dùng và các chương trình của hệ thống. Một hệ điều hành thực hiện các tác vụ cơ bản như kiểm soát và phân bổ bộ nhớ, ưu tiên các yêu cầu hệ thống, kiểm soát các thiết bị đầu vào và đầu ra, tạo điều kiện cho mạng máy tính và quản lý tệp.
Các hệ điều hành máy tính để bàn hiện đại phổ biến là Microsoft Windows, macOS, Linux, Solaris và FreeBSD. Windows, macOS và Linux đều có các biến thể máy chủ và cá nhân. Ngoại trừ Microsoft Windows, các thiết kế của mỗi người trong số họ được lấy cảm hứng từ hoặc được thừa hưởng trực tiếp từ hệ điều hành Unix.
Các máy tính cá nhân ban đầu sử dụng các hệ điều hành hỗ trợ tương tác dòng lệnh, sử dụng màn hình chữ và số và bàn phím. Người dùng phải nhớ một loạt các lệnh, ví dụ, mở một tệp để chỉnh sửa hoặc để di chuyển văn bản từ nơi này sang nơi khác. Bắt đầu từ đầu những năm 1960, những lợi thế của giao diện người dùng đồ họa bắt đầu được khám phá, nhưng việc áp dụng rộng rãi đòi hỏi phải có thiết bị hiển thị đồ họa với chi phí thấp hơn. Đến năm 1984, các hệ thống máy tính thị trường đại chúng sử dụng giao diện người dùng đồ họa đã có sẵn; vào đầu thế kỷ 21, các hệ điều hành chế độ văn bản không còn là một phần đáng kể của thị trường máy tính cá nhân.
Ứng dụng.
Nói chung, người dùng máy tính sử dụng phần mềm ứng dụng để thực hiện một tác vụ cụ thể. Phần mềm hệ thống hỗ trợ các ứng dụng và cung cấp các dịch vụ phổ biến như quản lý bộ nhớ, kết nối mạng và trình điều khiển thiết bị, tất cả các ứng dụng có thể được sử dụng bởi các ứng dụng nhưng không được người dùng cuối quan tâm trực tiếp. Một sự tương tự đơn giản trong thế giới phần cứng sẽ là mối quan hệ của bóng đèn điện (ứng dụng) với nhà máy phát điện (hệ thống): nhà máy điện chỉ đơn thuần tạo ra điện, không phải là sử dụng thực sự cho đến khi được khai thác cho một ứng dụng như đèn điện thực hiện một dịch vụ có lợi cho người dùng.
Ví dụ điển hình của các ứng dụng phần mềm là trình xử lý văn bản, bảng tính và trình phát phương tiện. Nhiều ứng dụng được gói cùng nhau như một gói đôi khi được gọi là một bộ ứng dụng. Microsoft Office và LibreOffice, kết hợp bộ xử lý văn bản, bảng tính và một số ứng dụng riêng biệt khác là những ví dụ điển hình. Các ứng dụng riêng biệt trong một bộ thường có giao diện người dùng có một số điểm chung giúp người dùng dễ dàng tìm hiểu và sử dụng từng ứng dụng hơn. Thông thường, họ có thể có một số khả năng tương tác với nhau theo những cách có lợi cho người dùng; ví dụ, một bảng tính có thể có thể được nhúng trong tài liệu xử lý văn bản mặc dù nó đã được tạo trong ứng dụng bảng tính riêng biệt.
Hệ thống điều chỉnh phát triển người dùng cuối để đáp ứng nhu cầu cụ thể của người dùng. Phần mềm do người dùng viết bao gồm các mẫu bảng tính, macro xử lý văn bản, mô phỏng khoa học, kịch bản đồ họa và hoạt hình; thậm chí các bộ lọc email là một loại phần mềm người dùng. Người dùng tự tạo phần mềm này và thường bỏ qua tầm quan trọng của nó.
Chơi game.
PC chơi game là phổ biến trong thị trường PC cao cấp. Theo phân tích thị trường tháng 4 năm 2014, các nền tảng Gaming như Steam, Uplay, Origin và GOG.com (cũng như các tựa game thể thao điện tử cạnh tranh như League of Legends) chịu trách nhiệm lớn cho các hệ thống PC vượt qua doanh thu bảng điều khiển trong năm 2013.
Tác động môi trường.
Chi phí bên ngoài của tác động môi trường không được bao gồm đầy đủ trong giá bán của máy tính cá nhân.
Chương trình Môi trường Liên Hợp Quốc cho biết, máy tính cá nhân đã trở thành một đóng góp lớn cho 50 triệu tấn chất thải điện tử bị loại bỏ được tạo ra hàng năm. Để giải quyết vấn đề rác thải điện tử ảnh hưởng đến các nước đang phát triển và môi trường, các hành vi trách nhiệm của nhà sản xuất (EPR) đã được thực hiện ở nhiều quốc gia và tiểu bang khác nhau. Trong trường hợp không có luật pháp hoặc quy định quốc gia toàn diện về xuất khẩu và nhập khẩu chất thải điện tử, Liên minh độc hại Thung lũng Silicon và BAN (Mạng lưới hành động Basel) đã hợp tác với các nhà tái chế điện tử ở Mỹ và Canada để tạo ra một chương trình quản lý điện tử cho trật tự xử lý chất thải điện tử. Một số tổ chức phản đối quy định EPR và cho rằng các nhà sản xuất tự nhiên chuyển sang sử dụng vật liệu và năng lượng giảm.