THẾ HỆ THỨ HAI CỦA MÁY TÍNH: LỊCH SỬ, ĐẶC ĐIỂM, PHẦN CỨNG, PHẦN MỀM - CÔNG NGHỆ - 2026

Thế hệ máy tính thứ hai đề cập đến giai đoạn phát triển của công nghệ được sử dụng trong khoảng thời gian từ năm 1956 đến năm 1963. Trong giai đoạn này, các bóng bán dẫn thay thế các ống chân không, sự thay thế này đánh dấu sự khởi đầu của thế hệ máy tính này.

Thế hệ này bắt đầu gõ cửa khi sự phát triển tiên tiến và mối quan tâm thương mại đối với công nghệ máy tính gia tăng vào giữa những năm 1950. Bằng cách này, thế hệ thứ hai của công nghệ máy tính đã được giới thiệu, không dựa trên các ống chân không mà dựa trên các bóng bán dẫn.

Máy tính UNIVAC 1232 Nguồn: Daderot qua Wikimedia Commons

Năm 1956, thay vì các ống chân không, máy tính bắt đầu sử dụng bóng bán dẫn làm linh kiện xử lý điện tử, do đó tạo đà cho máy tính thế hệ thứ hai.

Bóng bán dẫn có kích thước nhỏ hơn nhiều so với một ống chân không. Khi kích thước của các thành phần điện tử đã được giảm đi, đi từ ống chân không đến bóng bán dẫn, kích thước của máy tính cũng giảm và trở nên nhỏ hơn nhiều so với các máy tính trước đó.

Đột phá cho doanh nghiệp

Ống chân không kém xa so với bóng bán dẫn. Nhờ sự thay thế này, máy tính đáng tin cậy hơn, nhỏ hơn và nhanh hơn so với các máy tính tiền nhiệm. Kích thước của máy tính không chỉ giảm mà còn cả tốc độ tiêu thụ điện năng. Mặt khác, nó tăng hiệu quả và độ tin cậy.

Ngoài việc sử dụng các bóng bán dẫn khiến chúng nhỏ hơn, thế hệ máy tính này còn có các thành phần bên ngoài, chẳng hạn như máy in và đĩa mềm. Ngoài ra, chúng còn có các yếu tố khác như hệ điều hành và chương trình.

Do đó, máy tính thế hệ thứ hai bắt đầu xuất hiện trong lĩnh vực kinh doanh mới vào đầu những năm 1960. Những máy tính này có thể được sử dụng để in hóa đơn mua hàng, thực hiện thiết kế sản phẩm, tính lương, v.v.

Do đó, không có gì ngạc nhiên khi hầu hết các công ty thương mại lớn vào năm 1965 đều sử dụng máy tính để xử lý thông tin tài chính của họ.

Nguồn gốc và lịch sử của thế hệ thứ hai

Sự xuất hiện của bóng bán dẫn

Bóng bán dẫn được phát minh vào năm 1947. Nó thực hiện công việc cơ bản giống như một ống chân không, hoạt động như một công tắc điện tử có thể bật hoặc tắt.

Tuy nhiên, so với ống chân không, bóng bán dẫn có nhiều ưu điểm hơn: chúng nhỏ hơn, tốc độ hoạt động cao hơn và cần ít điện năng hơn, do đó tỏa ra ít nhiệt hơn. Chúng không có sợi nhỏ và không cần làm mát quá mức.

Ban đầu, bóng bán dẫn germanium là bóng bán dẫn duy nhất có sẵn. Các vấn đề về độ tin cậy của các bóng bán dẫn ban đầu này đã nảy sinh vì thời gian trung bình giữa các lần hỏng hóc là khoảng 90 phút. Điều này được cải thiện sau khi các bóng bán dẫn mối nối lưỡng cực đáng tin cậy hơn có sẵn.

Họ đã thay thế các ống chân không trong máy tính vào cuối những năm 1950.

Máy tính tốt hơn

Với việc sử dụng các bóng bán dẫn, máy tính có thể chứa tới hàng chục nghìn mạch logic nhị phân trong không gian dày đặc.

Máy tính bán dẫn đầu tiên được chế tạo tại Đại học Manchester và hoạt động vào năm 1953. Phiên bản thứ hai được hoàn thành ở đó vào năm 1955. Các máy sau đó sử dụng khoảng 200 bóng bán dẫn.

Những chiếc máy này nhỏ hơn, đáng tin cậy hơn và nhanh hơn những chiếc máy của thế hệ đầu tiên. Tuy nhiên, chúng chiếm nhiều ngăn tủ và đắt đến mức chỉ những tập đoàn lớn mới có thể mua được.

Ngôn ngữ lập trình tốt hơn

Máy tính / máy tính từ những năm 1950. Hoa Kỳ.

Năm 1950, hợp ngữ được phát triển, được gọi là ngôn ngữ đầu tiên có các lệnh tương tự như tiếng Anh.

Mã có thể được đọc và viết bởi một lập trình viên. Để chạy trên máy tính, nó phải được chuyển đổi thành định dạng máy có thể đọc được, thông qua một quá trình gọi là lắp ráp.

Đặc điểm của thế hệ máy tính thứ hai

Đặc điểm chính là việc sử dụng công nghệ mạch sử dụng bóng bán dẫn thay vì ống chân không để xây dựng các mạch logic cơ bản.

Tuy nhiên, mặc dù bóng bán dẫn đại diện cho một cải tiến lớn so với ống chân không, những máy tính này vẫn dựa vào thẻ đục lỗ để nhập lệnh, vào bản in để xuất dữ liệu và vẫn tạo ra một lượng nhiệt nhất định.

Sử dụng năng lượng

Công suất điện cần thiết để vận hành máy tính thấp hơn. Nhiệt được tạo ra, mặc dù ít hơn một chút, vì vậy điều hòa nhiệt độ vẫn được yêu cầu.

Kích thước máy tính

Kích thước vật lý của máy tính thế hệ thứ hai nhỏ hơn nhiều so với các máy tính trước đó.

Tốc độ

Tốc độ xử lý đã được cải thiện bởi hệ số năm. Nó được đo bằng micro giây.

Lưu trữ

- Sự phát triển của lõi từ được thông qua, do đó dung lượng bộ nhớ chính lớn hơn so với thế hệ máy tính đầu tiên.

- Khả năng lưu trữ và sử dụng máy tính được tăng lên.

- Có hỗ trợ lưu trữ bên ngoài, dưới dạng băng từ và đĩa từ.

Sử dụng phần mềm

- Đối với lập trình, máy tính có thể sử dụng cả ngôn ngữ bậc cao để thay thế ngôn ngữ máy phức tạp, khó hiểu.

- Các quá trình được thực hiện bởi máy tính có hệ điều hành được tăng tốc, đạt hàng triệu hoạt động mỗi giây.

- Máy tính không chỉ được định hướng cho các ứng dụng kỹ thuật mà còn cho các ứng dụng thương mại.

- Hợp ngữ và phần mềm hệ điều hành được giới thiệu.

Phần cứng

Những máy tính này là một cuộc cách mạng công nghệ. Tuy nhiên, vì được lắp ráp bằng tay nên chúng vẫn đắt đến mức chỉ những tổ chức lớn mới có thể mua được.

Phần cứng thế hệ thứ hai đã giúp các công ty giảm chi phí lưu giữ và xử lý hồ sơ, nhưng các hệ thống này rất đắt để mua hoặc thuê, khó lập trình và sử dụng nhiều lao động, ít nhất là theo tiêu chuẩn ngày nay.

Với những chi phí này, chỉ có các bộ phận xử lý dữ liệu của các tập đoàn lớn và các tổ chức chính phủ mới đủ khả năng lắp đặt chúng.

Linh kiện bán dẫn

Giống như ống chân không, bóng bán dẫn là công tắc hoặc cổng điện tử được sử dụng để khuếch đại hoặc điều khiển dòng điện, hoặc để bật và tắt tín hiệu điện. Chúng được gọi là chất bán dẫn vì chúng chứa các phần tử nằm giữa chất dẫn điện và chất cách điện.

Bóng bán dẫn là cơ sở xây dựng của bất kỳ vi mạch nào. Chúng cũng đáng tin cậy và tiết kiệm năng lượng hơn, cũng như có thể dẫn điện tốt hơn và nhanh hơn.

Bóng bán dẫn có hiệu suất vượt trội hơn nhiều do kích thước nhỏ, cũng như tiêu thụ điện năng thấp hơn và tỏa nhiệt ít hơn.

Một bóng bán dẫn chuyển tín hiệu điện qua một điện trở. Nó có độ tin cậy cao so với ống chân không.

Các thiết bị khác

Trong thế hệ này, bàn phím và màn hình video bắt đầu được sử dụng. Chiếc bút stylus đầu tiên được sử dụng làm thiết bị đầu vào để vẽ trên màn hình điều khiển. Mặt khác, máy in tốc độ cao được đưa vào sử dụng.

Việc sử dụng băng từ và đĩa làm bộ nhớ thứ cấp để lưu trữ dữ liệu vĩnh viễn đã được giới thiệu, thay thế các thẻ trong máy tính.

phần mềm

Hợp ngữ

Máy tính thế hệ thứ hai chuyển từ ngôn ngữ máy sang ngôn ngữ hợp ngữ, cho phép các lập trình viên mô tả các hướng dẫn bằng lời nói. Lập trình mã ngắn thay thế mã nhị phân dài và khó.

Hợp ngữ dễ sử dụng hơn nhiều so với ngôn ngữ máy, vì lập trình viên không cần phải lưu ý đến việc ghi nhớ các hoạt động được thực hiện.

Ngôn ngữ cấp cao

Thế hệ này đánh dấu việc sử dụng phổ biến các ngôn ngữ cấp cao. Các ngôn ngữ cấp cao được phát triển để tạo ra phần mềm, tạo điều kiện thuận lợi cho việc lập trình và cấu hình máy tính.

Những cỗ máy thế hệ thứ hai này được lập trình bằng các ngôn ngữ như COBOL và FORTRAN, được sử dụng cho nhiều nhiệm vụ thương mại và khoa học.

Ngôn ngữ FORTRAN được sử dụng cho mục đích khoa học và ngôn ngữ COBOL cho mục đích thương mại. Cũng có những cải tiến đối với phần mềm hệ thống.

Ngoài ra, chương trình được lưu trữ trong máy tính thế hệ thứ hai cung cấp tính linh hoạt cao để tăng hiệu suất của các máy tính này.

Hầu hết mọi máy tính đều có hệ điều hành, ngôn ngữ lập trình và phần mềm ứng dụng riêng.

Ngoài phát triển phần mềm hệ điều hành, các ứng dụng kinh doanh khác cũng lên kệ.

Ngôn ngữ điều khiển quy trình

Thay đổi quan trọng nhất trong hoạt động của máy tính được thực hiện bởi hệ thống lô và quyền tự chủ mà nó trao cho máy tính, với chi phí là sự kiểm soát trực tiếp của người dùng.

Điều này dẫn đến sự phát triển của ngôn ngữ điều khiển quá trình, cung cấp một phương tiện mạnh mẽ để kiểm soát số phận của một nhiệm vụ được thực hiện bởi máy tính mà không cần người dùng nhập.

Các phát minh và tác giả của chúng

- Bóng bán dẫn

Dưới sự lãnh đạo của William Shockley, John Bardeen và Walter Brattain, bóng bán dẫn đầu tiên được phát minh tại Phòng thí nghiệm Điện thoại Bell vào cuối những năm 1940. Với phát minh này, họ đã giành được giải Nobel vật lý vào năm 1956.

Bóng bán dẫn được chứng minh là một giải pháp thay thế khả thi cho ống điện tử. Kích thước nhỏ, sinh nhiệt thấp, độ tin cậy cao và tiêu thụ điện năng thấp đã tạo ra một bước đột phá trong việc thu nhỏ các mạch phức tạp.

Đây là một thiết bị làm bằng vật liệu bán dẫn được sử dụng để tăng sức mạnh của tín hiệu đến, bằng cách giữ nguyên hình dạng của tín hiệu ban đầu, mở hoặc đóng một mạch.

Nó trở thành thành phần thiết yếu của tất cả các mạch kỹ thuật số, bao gồm cả máy tính. Các bộ vi xử lý ngày nay chứa hàng chục triệu bóng bán dẫn có kích thước tối thiểu.

- Bộ nhớ lõi từ tính

Bên cạnh bóng bán dẫn, một phát minh khác có ảnh hưởng đến sự phát triển của máy tính thế hệ thứ hai là bộ nhớ lõi từ.

Bộ nhớ lõi từ được sử dụng làm bộ nhớ chính. RAM đã tăng từ 4K lên 32K, giúp máy tính có thể chứa nhiều dữ liệu và hướng dẫn hơn.

- Ngôn ngữ cấp cao

FORTRAN

Việc tạo ra nó được John Backus lãnh đạo cho IBM vào năm 1957. Nó được coi là ngôn ngữ lập trình cấp cao lâu đời nhất.

COBOL

Nó là ngôn ngữ lập trình cấp cao lâu đời thứ hai. Được tạo ra vào năm 1961. Đặc biệt phổ biến cho các ứng dụng kinh doanh chạy trên máy tính lớn. Nó đã là ngôn ngữ lập trình được sử dụng nhiều nhất trên thế giới

Máy tính nổi bật

UNIVAC LARC

Siêu máy tính này được phát triển bởi Sperry-Rand vào năm 1960 cho nghiên cứu nguyên tử, vì vậy nó có thể xử lý một lượng lớn dữ liệu.

Tuy nhiên, chiếc máy tính này quá đắt và có xu hướng quá phức tạp so với quy mô của một công ty, vì vậy nó không phổ biến. Chỉ có hai LARC được cài đặt.

PDP

Đây là tên của máy tính được sản xuất bởi DEC (Digital Equipment Corporation), được thành lập bởi Ken Olsen, Stan Olsen và Harlan Anderson.

Năm 1959 PDP-1 đã được chứng minh. Bốn năm sau, công ty DEC bắt đầu bán PDP-5 và sau đó là PDP-8 vào năm 1964.

PDP-8, là một máy tính mini, rất hữu ích để xử lý dữ liệu này và khá thành công trên thị trường.

IBM 1401

Máy tính này, được giới thiệu ra công chúng vào năm 1965, là máy tính thế hệ thứ hai được sử dụng rộng rãi nhất trong ngành. Nó thực tế đã chiếm được một phần ba thị trường thế giới. IBM đã cài đặt hơn 10.1401 từ năm 1960 đến năm 1964.

IBM 1401 không có hệ điều hành. Thay vào đó, ông sử dụng một ngôn ngữ đặc biệt gọi là hệ thống lập trình biểu tượng để tạo ra các chương trình.

Ngoài IBM 1401, các máy tính khác do IBM sản xuất, chẳng hạn như IBM 700, 7070, 7080, 1400 và 1600 cũng là máy tính thế hệ thứ hai.

UNIVAC III

Ngoài việc thay thế các thành phần ống chân không bằng các bóng bán dẫn, Univac III cũng được thiết kế để tương thích với nhiều định dạng dữ liệu khác nhau.

Tuy nhiên, điều này có ảnh hưởng đến kích thước từ và tập lệnh khác nhau, vì vậy tất cả các chương trình phải được viết lại.

Do đó, thay vì tăng doanh số của UNIVAC, nhiều khách hàng lại thích chuyển đổi nhà cung cấp.

Ưu điểm và nhược điểm

Lợi thế

- Chúng là những thiết bị tính toán nhanh nhất vào thời của họ.

- Hợp ngữ đã được sử dụng thay cho ngôn ngữ máy. Do đó, chúng dễ dàng lập trình hơn do sử dụng ngôn ngữ này.

- Chúng cần ít năng lượng hơn để thực hiện các hoạt động và không tạo ra nhiều nhiệt. Vì vậy, họ không nhận được nóng như vậy.

- Bóng bán dẫn làm giảm kích thước của các linh kiện điện tử.

- Kích thước của máy tính nhỏ hơn và có tính di động tốt hơn so với máy tính thế hệ đầu tiên.

- Họ đã sử dụng các thiết bị ngoại vi nhanh hơn, chẳng hạn như ổ băng, đĩa từ, máy in, v.v.

- Máy tính thế hệ thứ hai đáng tin cậy hơn. Ngoài ra, họ có độ chính xác tốt hơn trong tính toán.

- Chúng có chi phí thấp hơn.

- Họ có tốc độ tốt hơn. Họ có thể tính toán dữ liệu trong micro giây.

- Chúng được sử dụng cho mục đích thương mại rộng rãi hơn.

Nhược điểm

- Máy tính chỉ được sử dụng cho những mục đích cụ thể.

- Hệ thống làm mát vẫn được yêu cầu. Máy tính bắt buộc phải được đặt ở những nơi có máy lạnh.

- Bảo trì liên tục cũng được yêu cầu.

- Sản xuất thương mại quy mô lớn gặp nhiều khó khăn.

- Thẻ đục lỗ vẫn được sử dụng để nhập các lệnh và dữ liệu.

- Chúng vẫn đắt tiền và không linh hoạt.

Người giới thiệu

1. Benjamin Musungu (2018). Các thế hệ máy tính từ năm 1940 đến nay. Kenyaplex. Lấy từ: kenyaplex.com.
2. Bách khoa toàn thư (2019. Các thế hệ, Máy tính. Lấy từ: encyclopedia.com.
3. Wikieducator (2019). Lịch sử phát triển máy tính và thế hệ máy tính. Lấy từ: wikieducator.org.
4. Prerana Jain (2018). Thế hệ máy tính. Bao gồm Trợ giúp. Lấy từ: includehelp.com.
5. Kullabs (2019). Thế hệ máy tính và các tính năng của chúng. Lấy từ: kullabs.com.
6. Byte-Notes (2019). Năm thế hệ máy tính. Lấy từ: byte-notes.com.
7. Alfred Amuno (2019). Lịch sử máy tính: Phân loại các thế hệ máy tính. Tương lai Turbo. Lấy từ: turbofuture.com.
8. Stephen Noe (2019). 5 Thế hệ máy tính. Cao đẳng Stella Maris. Lấy từ: stellamariscollege.org.