Máy tính cá nhân

Máy tính cá nhân hay còn gọi là PC, là một thiết bị máy vi tính đa năng có kích thước, khả năng và chi phí phù hợp cho sử dụng cá nhân. Máy tính cá nhân được thiết kế để người dùng cuối trực tiếp điều hành, thay vì qua một chuyên gia hay kỹ thuật viên. Khác với các máy tính mini và mainframe lớn và đắt tiền, máy tính cá nhân không thường xuyên chia sẻ tài nguyên cho nhiều người dùng (time-sharing). Đặc biệt trong cuối những năm 1970 và những năm 1980, thuật ngữ máy tính gia đình cũng được sử dụng. Sự xuất hiện của máy tính cá nhân cùng với cách mạng kỹ thuật số (Digital Revolution) đã tạo ra ảnh hưởng lớn đối với cuộc sống toàn cầu.

Vào những năm 1960, chủ sở hữu máy tính cá nhân phải tự viết chương trình để thực hiện các công việc hữu ích. Mặc dù người dùng có thể phát triển các ứng dụng của riêng mình, phần lớn hệ thống máy tính cá nhân chạy các phần mềm thương mại, phần mềm miễn phí ('freeware'), chủ yếu 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 với nhà sản xuất phần cứng hoặc hệ điều hành. Nhiều người dùng không còn phải tự viết chương trình để sử dụng máy tính cá nhân, mặc dù lập trình người dùng cuối vẫn khả thi. Điều này khác biệt với các hệ thống di động, nơi phần mềm thường chỉ có sẵn qua kênh được nhà sản xuất hỗ trợ, và việc phát triển chương trình người dùng cuối có thể bị hạn chế bởi sự hỗ trợ của nhà sản xuất.

Từ đầu những năm 1990, phần cứng Intel và hệ điều hành của Microsoft (ban đầu là MS-DOS sau đó là Windows) - được gọi chung là 'Wintel' - đã thống trị ngành công nghiệp máy tính cá nhân, và hiện nay thuật ngữ 'PC' thường chỉ đến nền tảng Wintel phổ biến. Các lựa chọn thay thế cho Windows có tỷ lệ thấp hơn trong ngành; điển hình là nền tảng Mac của Apple (chạy hệ điều hành macOS), và các hệ điều hành Unix mã nguồn mở như Linux. Các nền tảng đáng chú ý khác từ những năm 1990 bao gồm Amiga của Commodore và PC-98 của NEC.

Thuật ngữ

'PC' là viết tắt của 'Personal Computer'. Mặc dù tên gọi của máy tính cá nhân IBM (IBM Personal Computer) bao gồm cụm từ 'Personal Computer', thuật ngữ này ban đầu được dùng để chỉ bất kỳ máy tính cá nhân nào từ các nhà sản xuất khác.

Trong một số bối cảnh, 'PC' được sử dụng để phân biệt với 'Mac', tức là máy tính Apple Macintosh. Tuy nhiên, tất cả các máy tính của Apple đều thuộc loại máy tính cá nhân.

Lịch sử

Một trong những máy tính cá nhân đầu tiên trên thế giới là Xerox Alto của Xerox vào năm 1973. Nó giới thiệu giao diện người dùng đồ họa (GUI) đã trở thành nguồn cảm hứng cho dòng máy Macintosh của Apple. Alto chỉ được phát triển để biểu diễn, không được thương mại hóa vì chi phí quá cao.

Vào năm 1974, Altair 8800, chiếc máy tính cá nhân 'thực sự' đầu tiên, ra đời với vi xử lý Intel 8080. Máy tính này được coi là khởi đầu của cuộc cách mạng máy vi tính và là sản phẩm máy tính cá nhân đầu tiên đạt được thành công trong thương mại. Hệ thống bus của Altair 8800 đã trở thành tiêu chuẩn de facto với dạng bus S-100, và ngôn ngữ lập trình đầu tiên của nó, Altair BASIC, là sản phẩm đầu tay của Microsoft.

Năm 1976, Steve Jobs và Steve Wozniak bắt đầu bán bo mạch của Apple I, bao gồm khoảng 30 chip. Apple I khác biệt với các máy tính dạng kit khác của thời kỳ đó. Theo yêu cầu của Paul Terrell, chủ của Byte Shop, Jobs và Wozniak nhận đơn đặt hàng đầu tiên với 50 máy Apple I, yêu cầu máy phải được lắp ráp và kiểm tra kỹ lưỡng, không phải dạng kit. Terrell muốn máy tính được tiếp cận đến một số lượng lớn người dùng, không chỉ là những người am hiểu điện tử. Tuy nhiên, cuối cùng Apple I chỉ được bán dưới dạng kit do thiếu nguồn cung cấp, vỏ và bàn phím.

Máy tính cá nhân đầu tiên được quảng bá thành công ra công chúng là Commodore PET vào tháng 1 năm 1977. Ba tháng sau, Apple II được công bố và chiếc đầu tiên xuất xưởng vào ngày 10 tháng 6 năm 1977, tiếp theo là chiếc TRS-80 của Tandy Corporation/Tandy Radio Shack vào tháng Tám năm 1977, bán được hơn 100.000 máy trong suốt vòng đời của nó. Cả ba máy tính này được gọi chung là 'bộ ba năm 1977'.

Vào đầu thập niên 1980, các máy tính gia đình được phát triển để sử dụng trong các hộ gia đình, phục vụ mục đích lập trình và chơi trò chơi điện tử. Những máy tính này thường dùng tivi làm màn hình, với độ phân giải thấp và màu sắc hạn chế. Sinclair Research tại Anh đã bán được tổng cộng 8 triệu máy ZX Spectrum, trong khi Commodore 64 đạt doanh số 17 triệu máy. Đến giữa thập niên 80, các máy tính gia đình sử dụng vi xử lý 16/32 bit mạnh mẽ như Amiga 1000 xuất hiện, với bộ nhớ nhiều hơn, hệ điều hành đồ họa đa nhiệm và khả năng hiển thị màu sắc phong phú hơn.

Trong khi đó, thị trường doanh nghiệp chứng kiến sự xuất hiện của IBM PC vào năm 1981, nhanh chóng trở thành tiêu chuẩn trong ngành máy tính tương thích. Các kiến trúc máy tính khác bị loại bỏ do sự thống trị của nền tảng này. Nhận thấy điều đó, các nhà sản xuất bắt đầu sao chép IBM PC và phát triển nó thành tiêu chuẩn chung cho các máy tính cá nhân sau này.

Các loại máy tính cá nhân

Các kiểu máy tính cá nhân phổ biến:

• Máy trạm
• Máy tính để bàn
• Máy tính xách tay
• Máy tính bảng
• Điện thoại thông minh
• TV thông minh
• PC siêu di động
• Máy tính bỏ túi

Các thành phần phần cứng

Phần cứng máy tính đề cập đến tất cả các thành phần vật lý của máy tính, khác biệt với dữ liệu và phần mềm điều khiển các chức năng của phần cứng. Một số hệ thống con trong máy tính cá nhân có thể chứa các chương trình cố định hoặc firmware, chẳng hạn như bộ điều khiển bàn phím. Firmware thường không thay đổi bởi người dùng cuối.

Các máy tính từ thập niên 2010 trở đi thường yêu cầu người dùng chỉ cần kết nối với nguồn điện, màn hình và các cáp cần thiết. Một máy tính để bàn thông thường bao gồm thùng máy (hoặc 'tháp'), khung kim loại chứa nguồn điện, bo mạch chủ, ổ cứng và thường là ổ đĩa quang. Nhiều thùng máy có không gian trống để thêm các thành phần mở rộng. Các thiết bị ngoại vi như màn hình, bàn phím và chuột thường là phần của máy tính cá nhân.

Bo mạch chủ kết nối tất cả các bộ phận như bộ xử lý, bộ nhớ và thiết bị ngoại vi với nhau. Trong hầu hết các trường hợp, RAM, card đồ họa và bộ xử lý được gắn trực tiếp lên bo mạch chủ. Bộ xử lý cắm vào ổ cắm CPU, trong khi các mô-đun bộ nhớ gắn vào ổ cắm bộ nhớ. Một số bo mạch chủ có các bộ điều hợp video, âm thanh và thiết bị ngoại vi tích hợp sẵn, trong khi các bo mạch khác sử dụng khe cắm mở rộng cho card đồ họa, card mạng hoặc thiết bị I/O khác. Ổ đĩa được kết nối với bo mạch chủ qua cáp và với nguồn điện qua cáp khác, thường được gắn trong cùng thùng máy với bo mạch chủ.

Để lưu trữ dữ liệu lớn, có thể sử dụng ổ băng từ hoặc thêm nhiều ổ cứng vào một thùng ngoài. Bàn phím và chuột được kết nối với máy tính qua các cổng I/O ở phía sau thùng máy. Màn hình cũng được kết nối qua cổng trên bo mạch chủ hoặc card đồ họa. Khả năng mở rộng phần cứng máy tính cá nhân có thể đạt được bằng cách thêm các thẻ mở rộng thông qua các bus mở rộng. Các bus tiêu chuẩn như PCI, PCI Express (PCIe) và AGP thường được sử dụng để thêm thẻ mở rộng. Các máy tính hiện đại thường có nhiều khe PCI Express, một số còn có khe PCI.

Phần mềm

Phần mềm máy tính bao gồm bất kỳ chương trình, quy trình hoặc tài liệu nào thực hiện các tác vụ trên hệ thống máy tính. Thuật ngữ này không chỉ đề cập đến phần mềm ứng dụng như bộ xử lý văn bản hỗ trợ người dùng trong các tác vụ sản xuất, mà còn bao gồm phần mềm hệ thống như hệ điều hành giao tiếp với phần cứng để cung cấp các dịch vụ cần thiết cho phần mềm ứng dụng và phần mềm trung gian điều khiển các hệ thống phân tán.

Phần mềm ứng dụng được sử dụng rộng rãi cho các công việc như xử lý văn bản, duyệt web, gửi fax qua Internet, email và các tin nhắn kỹ thuật số khác, phát lại đa phương tiện, chơi game và lập trình máy tính. Người dùng có thể quen thuộc với các chương trình và môi trường làm việc, nhưng không nhất thiết phải biết lập trình hoặc viết mã cho máy tính. Do đó, nhiều phần mềm máy tính cá nhân được thiết kế để dễ sử dụng và thân thiện với người dùng. Ngành công nghiệp phần mềm liên tục phát triển các sản phẩm mới cho máy tính cá nhân, phục vụ cả người dùng chuyên nghiệp và không chuyên.

Hệ điều hành

Hệ điều hành (HĐH) là phần mềm quản lý tài nguyên của máy tính và cung cấp cho lập trình viên một giao diện để truy cập vào các tài nguyên đó. Hệ điều hành xử lý dữ liệu hệ thống và đầu vào từ người dùng, đồng thời quản lý và phân bổ các tác vụ và tài nguyên hệ thống dưới dạng dịch vụ cho người dùng và các chương trình khác. Nó thực hiện các chức năng cơ bản như kiểm soát và phân bổ bộ nhớ, ưu tiên các yêu cầu hệ thống, quản lý thiết bị đầu vào và đầu ra, hỗ trợ mạng máy tính và quản lý các tập tin.

Các hệ điều hành phổ biến trên máy tính để bàn hiện đại bao gồm Microsoft Windows, macOS, Linux, Solaris và FreeBSD. Trong số đó, Windows, macOS và Linux đều có các phiên bản cho máy chủ và máy cá nhân. Ngoại trừ Microsoft Windows, các hệ điều hành này đều được phát triển từ hoặc chịu ảnh hưởng trực tiếp của hệ điều hành Unix.

Ban đầu, các máy tính cá nhân sử dụng các hệ điều hành dựa trên dòng lệnh, với màn hình chữ và số cùng bàn phím. Người dùng cần nhớ nhiều lệnh để thực hiện các tác vụ như mở tệp hoặc di chuyển văn bản. Vào những năm 1960, các giao diện người dùng đồ họa bắt đầu được nghiên cứu, nhưng phải đến khi thiết bị hiển thị đồ họa trở nên phổ biến và giá rẻ hơn, việc áp dụng mới trở nên rộng rãi. Đến năm 1984, các hệ thống máy tính phổ thông đã sử dụng giao diện người dùng đồ họa, và vào đầu thế kỷ 21, các hệ điều hành dòng lệnh không còn chiếm thị phần lớn trong thị trường máy tính cá nhân.

Ứng dụng

Người dùng máy tính thường sử dụng phần mềm ứng dụng để thực hiện các tác vụ cụ thể. Phần mềm hệ thống hỗ trợ các ứng dụng bằng cách cung cấp các dịch vụ như quản lý bộ nhớ, kết nối mạng và trình điều khiển thiết bị, mà người dùng cuối không cần quan tâm trực tiếp. Một cách dễ hiểu để so sánh là bóng đèn (ứng dụng) với nhà máy điện (hệ thống): nhà máy điện chỉ sản xuất điện, còn việc sử dụng điện cho các ứng dụng như đèn điện phục vụ cho người dùng là điều cần thiết.

Các ứng dụng phần mềm tiêu biểu bao gồm trình xử lý văn bản, bảng tính và trình phát phương tiện. Nhiều ứng dụng thường được đóng gói thành một bộ phần mềm, ví dụ như Microsoft Office và LibreOffice, cả hai đều tích hợp trình xử lý văn bản, bảng tính và một số ứng dụng khác. Các ứng dụng trong cùng một bộ thường có giao diện người dùng đồng nhất, giúp người dùng dễ dàng làm quen và sử dụng chúng hơn. Chúng cũng thường có khả năng tương tác với nhau; chẳng hạn, một bảng tính có thể được chèn vào tài liệu văn bản dù nó được tạo ra trong ứng dụng bảng tính riêng biệt.

Phần mềm do người dùng tự phát triển để đáp ứng các nhu cầu cá nhân có thể bao gồm 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 cũng thuộc loại này. Những phần mềm này thường được người dùng tạo ra và đôi khi không được đánh giá đúng mức về tầm quan trọng của chúng.

Chơi game

Máy tính chơi game rất phổ biến trong phân khúc thị trường máy tính cao cấp. Theo phân tích thị trường tháng 4 năm 2014, các nền tảng chơi game như Steam, Uplay, Origin và GOG.com, cũng như các tựa game thể thao điện tử cạnh tranh như League of Legends, đã đóng góp lớn vào việc doanh thu của hệ thống PC vượt qua doanh thu của các bảng điều khiển trong năm 2013.

Tác động môi trường

Chi phí về tác động môi trường không được tính đầy đủ vào giá của máy tính cá nhân.

Theo Chương trình Môi trường Liên Hợp Quốc, máy tính cá nhân đóng góp đáng kể vào 50 triệu tấn chất thải điện tử mỗi năm. Để giải quyết vấn đề rác thải điện tử ảnh hưởng đến các quốc gia đang phát triển và môi trường, nhiều quốc gia và khu vực đã thực hiện các biện pháp trách nhiệm của nhà sản xuất (EPR). Trong trường hợp không có quy định toàn diện về xuất 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 xây dựng chương trình quản lý chất thải điện tử. Một số tổ chức phản đối quy định EPR và cho rằng các nhà sản xuất có xu hướng sử dụng vật liệu và năng lượng tiết kiệm hơn.

• Máy tính để bàn
• Máy tính xách tay
• Điện thoại thông minh
• Máy tính bảng
• Bo mạch chủ
• Vỏ máy tính

Liên kết ngoài

• Máy tính cá nhân tại Từ điển bách khoa Việt Nam
  • Máy vi tính tại Từ điển bách khoa Việt Nam
• Computer tại Encyclopædia Britannica (tiếng Anh)
  • Personal computer tại Encyclopædia Britannica (tiếng Anh)