Buzz
Máy tính cầm tay (hay còn gọi là máy tính toán, máy tính bỏ túi, thường được gọi ngắn gọn là máy tính) là một thiết bị điện tử nhỏ gọn dùng để thực hiện các phép toán từ cơ bản đến phức tạp.
Thiết kế
Bố cục phím
Hầu hết các máy tính bỏ túi đều có các phím cơ bản giống nhau. Dù các phím số thường được sắp xếp theo chuẩn chung, vị trí của các phím khác có thể thay đổi tùy vào thiết kế của từng mẫu. Minh họa dưới đây chỉ là một ví dụ.
| MC | MR | M− | M+ |
| C | ± | % | √ |
| 7 | 8 | 9 | ÷ |
| 4 | 5 | 6 | × |
| 1 | 2 | 3 | − |
| 0 | . | = | + |
| MC or CM | Memory C
|
| MR, RM, hay MRC | Memory Recall: Gọi lại bộ nhớ |
| M− | Memory Subtraction: Trừ đi bộ nhớ |
| M+ | Memory Addition: Cộng vào bộ nhớ |
| C hoặc AC | All Clear: Xoá tất cả |
| CE | Clear (last) Entry: xoá mục (cuối); thỉnh thoảng được ghi là CE/C: lần bấm đầu tiên sẽ xoá mục cuối (CE), lần bấm thứ hai thì xoá tất cả (C) |
| ± hoặc CHS | Đổi giữa số dương và số âm, còn có nghĩa là đổi dấu (CHange Sign) |
| % | Phần trăm |
| ÷ | Phép chia |
| × | Phép nhân |
| − | Phép trừ |
| + | Phép cộng |
| . | Dấu thập phân |
| √ | Căn bậc hai |
| = | Kết quả |
Lịch sử
Bàn tính cơ học là tổ tiên của máy tính bỏ túi hiện đại. Công cụ tính toán số học đầu tiên được biết đến là bàn tính (Abacus), đã được người Sumer và người Ai Cập sử dụng từ khoảng 2000 năm trước Công Nguyên. Bàn tính sau đó lan rộng ra các quốc gia châu Á, châu Phi, châu Mỹ và nhiều khu vực khác, chủ yếu dùng bởi thương nhân. Đến nay, vẫn còn nhiều người sử dụng bàn tính cơ học của Trung Quốc với các hạt xâu theo chiều dọc trong khung gỗ chữ nhật. Vào năm 1964, Sharp của Nhật Bản đã chế tạo chiếc máy tính đầu tiên có khả năng thực hiện phép tính tự động, mặc dù kích thước gần bằng một chiếc xe hơi. Năm 1967, Texas Instruments giới thiệu dự án 'Cal Tech' với máy tính bỏ túi đầu tiên, nhỏ gọn và thực hiện các phép tính cơ bản như cộng, trừ, nhân, chia,... Sau đó, Canon đã áp dụng công nghệ này để sản xuất và bán máy tính bỏ túi thương mại đầu tiên với giá 400 USD. Tuy nhiên, chỉ đến năm 1971, sau khi Intel giới thiệu chip xử lý thương mại đầu tiên là Intel 4004, máy tính bỏ túi mới thực sự trở nên hữu ích với khả năng tính toán tốt hơn, kích thước nhỏ gọn và giá cả hợp lý hơn.
Hiện tại, nhờ sự tiến bộ của công nghệ, máy tính bỏ túi không chỉ thực hiện các phép tính cơ bản như cộng, trừ, nhân, chia. Chúng còn có khả năng thực hiện nhiều phép biến đổi, các hàm lượng giác và logarit, làm việc với các hằng số như pi và e, tính toán số phức hoặc phân số, giải phương trình, phân tích thống kê, xác suất hay ma trận.
Cấu tạo và cơ chế
Cấu tạo
Một máy tính bỏ túi bao gồm một chip vi xử lý đơn lẻ để thực hiện các phép toán và thuật toán. Nó còn có một bảng mạch với các nút nhấn bằng cao su hoặc nhựa để nhập dữ liệu. Tương tự như điều khiển từ xa, khi một phím được nhấn, mạch điều khiển dưới lớp cao su sẽ đóng lại, gửi tín hiệu điện đến chip xử lý và màn hình hiển thị.
Màn hình của các máy tính bỏ túi đầu tiên chủ yếu sử dụng công nghệ LED hoặc diode chân không. Sau này, màn hình tinh thể lỏng (LCD) đã được áp dụng, giúp tiết kiệm điện năng hơn nhiều.
Các máy tính bỏ túi chủ yếu sử dụng pin làm nguồn năng lượng. Những máy tính đầu tiên sử dụng pin lớn và cồng kềnh, nhưng hiện nay, nhờ vào sự phát triển công nghệ, pin đã trở nên nhỏ gọn hơn, giúp máy tính bỏ túi hiện đại nhỏ hơn và hiệu quả hơn. Hơn nữa, các máy tính bỏ túi tiêu thụ rất ít năng lượng, do đó pin năng lượng mặt trời nhỏ cũng có thể cung cấp đủ điện cho máy hoạt động. Kể từ năm 1970, nhiều máy tính bỏ túi đã được trang bị pin năng lượng mặt trời cùng với pin hóa học thông thường.
Máy tính bỏ túi có khả năng lưu trữ dữ liệu ngắn hạn tương tự như bộ nhớ RAM. Các thiết bị này ngày nay không chỉ có dung lượng lưu trữ lớn hơn mà còn cho phép gán dữ liệu vào biến và truy xuất khi cần thiết trong quá trình tính toán.
Nguyên lý hoạt động
Máy tính bỏ túi thực hiện phép tính nhờ hệ thống mạch tích hợp và chip vi xử lý, sử dụng bóng bán dẫn để thực hiện các phép cộng, trừ và các phép toán phức tạp như số mũ hay căn. Số lượng bóng bán dẫn ảnh hưởng đến khả năng tính toán của máy; nhiều bóng bán dẫn đồng nghĩa với khả năng tính toán phức tạp hơn. Các máy tính hiện đại đều có tiêu chuẩn mạch tích hợp với số lượng bóng bán dẫn tương đương.
Chip xử lý trong máy tính bỏ túi chuyển đổi thông tin từ bàn phím thành hệ nhị phân gồm các số 1 và 0, điều khiển bóng bán dẫn bật hoặc tắt. Ví dụ, khi cộng '2+2', số '2' được chuyển thành '10' trong hệ nhị phân, sau đó thực hiện phép cộng để có kết quả '100', tương đương với 4 trong hệ thập phân.
Màn hình của máy tính bỏ túi cũng dựa trên logic nhị phân để hiển thị số. Mỗi ô trên màn hình có 7 vạch, giúp hiển thị tất cả các chữ số từ 0-9. Ví dụ, số 3 được hiển thị bằng 5 vạch. Các vạch này bật hoặc tắt theo thông tin từ chip xử lý, cho phép hiển thị giá trị nhập và kết quả tính toán.
Các công ty sản xuất nổi tiếng:
- Aurora Office Equipment Company (Trung Quốc)
- Canon Electronic Business Machines Co., Ltd. (Hồng Kông)
- Casio Computer Co., Ltd. (Nhật Bản)
- Citizen Systems Japan Co., Ltd. (Nhật Bản)
- Hewlett-Packard Development Company, L.P. (Hoa Kỳ)
- Sharp Corporation (Nhật Bản)
- Texas Instruments Inc. (Hoa Kỳ)
Ghi chú:
- Hamrick, Kathy B. (tháng 10 năm 1996). “Lịch sử của Máy Tính Bỏ Túi Điện Tử”. The American Mathematical Monthly. The American Mathematical Monthly, Vol. 103, No. 8. 103 (8): 633–639. doi:10.2307/2974875. JSTOR 2974875.
- Marguin, Jean (1994). Lịch sử của các công cụ và máy tính, ba thế kỷ cơ học tư duy 1642-1942 (bằng tiếng Pháp). Hermann. ISBN 978-2-7056-6166-3.
- Williams, Michael R. (1997). Lịch sử Công Nghệ Máy Tính. Los Alamitos, California: IEEE Computer Society. ISBN 0-8186-7739-2.
- Ifrah, Georges (2001). Lịch Sử Toàn Cầu của Máy Tính. John Wiley & Sons, Inc. ISBN 0-471-39671-0.
- Prof. S. Chapman (ngày 31 tháng 10 năm 1942). “Kỷ niệm 300 năm máy tính của Blaise Pascal (1623-1662)”. Nature. London. 150: 508–509.
