Bài 3: Các thiết bị vào/ra

Thiết bị vào (input device) là thiết bị có chức năng chuyển dữ liệu từ dạng con người hiểu dược (ví dụ như giá trị số, kí tự, hình ảnh, âm thanh,...) sang dạng mã nhị phân gồm một dãy các bit 0 và 1 để MTĐT có thể hiểu được và truyền vào bộ nhớ. Tương ứng với các dạng dữ liệu khác nhau sẽ có các thiết bị vào khác nhau. Sau đây là một số thiết bị vào thông dụng:

• Bàn phím (keyboard): là thiết bị dùng để đưa dữ liệu dạng số và kí tự vào MTĐT trực tiếp. Bàn phím gồm nhiều phím khác nhau. Khi một phím được nhấn, tín hiệu được truyền cho máy tính thông qua bộ lập mã tương ứng với kí tự của phím dược ấn đó.

Hình 1.6 Bàn phím máy tính

• Chuột (mouse): là một thiết bị vào (Hình 1.7), mặt dưói có một viên bi lăn được trên mặt phẳng. Khi di chuyển chuột trên mặt phẳng, chiều và độ dài lăn được của viên bi được truyền vào máy tính dưới dạng các xung điện. Chương trình xử lí các dữ kiện này sẽ tạo ra một hình ảnh (thường thể hiện dưới dạng mũi tên gọi là định vị hay con trỏ) tương ứng trên màn hình. Khoảng cách và chiều di chuyển của con trỏ trên màn hình cũng tương tự như khoảng cách và chiều di chuyển của chuột. Vì vậy, có thể dùng chuột điều khiển con trỏ để chỉ định các đối tượng làm việc trên màn hình. Trên chuột còn có nút chuột trái và nút chuột phải. Nhấp nút chuột sẽ giúp người sử dụng thực hiện một thao tác nào dó trên màn hình. Thường là nhấp nút chuột trái để chọn đối tượng, chẳng hạn chọn một mục trong menu. Nhấp nút chuột phải thường dùng đế mở bảng chọn tác vụ trên một đối tượng. Dùng chuột cũng có thể thay thế cho một số thao tác bàn phím. Ngày nay có nhiều loại chuột như chuột quang, chuột từ,...

Hình 1.7 Chuột máy tính

Bên cạnh hai thiết bị vào phố biến là chuột và bàn phím, bất cứ thiết bị nào cho phép chuyển thông tin vào bộ nhớ trong đều gọi là thiết bị vào. Một số loại thiết bị vào khác như máy đọc ảnh (scanner), webcam, máy ghi âm, máy đọc mã vạch,...

Thiết bị ra là các thiết bị dùng để đưa dữ liệu ra từ máy tính. Có nhiều loại thiết bị ra như: màn hình, máy in,...

Màn hình (monitor): là thiết bị hiển thị hình ảnh tương tự như màn hình ti vi. 800 X 1280 điểm ảnh với từ 28 đến 224 sắc độ màu khác nhau. Màn hình có độ phân giải càng cao và càng nhiều màu thì chất lượng hình ảnh càng đẹp. Một tính năng khác mà hầu hết các màn hình ngày nay đều phải có.

Hình 1.8 Màn hình

Khi máy tính làm việc, thông tin hiển thị trên màn hình bởi tập hợp các điểm ảnh (pixel). Mỗi điểm ảnh có độ sáng tối và màu sắc khác nhau, số lượng điểm ảnh trên màn hình được gọi là độ phân giải màn hình. Ví dụ, màn hình có độ phân giải 800 X 600 được hiểu là màn hình có thể hiển thị 600 dòng, mỗi dòng có 800 điểm ảnh. Các tính năng của màn hình không chỉ phụ thuộc vào chính nó mà còn phụ thuộc vào thiết bị điều khiển màn hình (video card). Các màn hình Super VGA thông thường hiện naỵ cho độ phân giải tới là khả năng tiết kiệm năng lượng. Khi ngừng làm việc với máy tính một thời gian đủ dài, các màn hình có khà năng ngừng hoạt động.

Màn hình có hai loại phổ biến là màn hình tia catot và màn hình tinh thể lòng (plasma). Ngày nay, loại màn hình thứ hai được dùng rất phổ biến trong cả máy tính bàn và máy tính xách tay. Màn hình tinh thể lỏng tuy giá thành đắt hơn nhưng có kích thước nhỏ gọn, tiết kiệm điện hơn so với màn hình tia catot.

Máy in (printer): cũng là loại thiết bị đầu ra phổ biến, được dùng để in thông tin từ máy tính lên các tờ giấy in. Có một số loại máy in thường gặp sau:

• Máy in dòng (Line Printer) sử dụng bộ chữ tạo sẵn và có tốc dộ in nhanh. Loại máy in này không in ảnh được vì các con chữ tạo hình sẵn từ trước. Mảy in dòng hay dùng ở những nơi cần in nhiều nhưngchỉ in chữ (ví dụ các giấy tờ hoá đơn).

Hình 1.9. Máy in dòng

• Máy in kim (Dot Printer) sử dụng một bộ các kim in ảnh, chữ được tạo bàng các chấm do kim in đập bảng mực in vào giấy. Do giá thành rẻ và cấu tạo nhỏ gọn nên máy in kim được dùng phổ biến trong công tác văn phòng, mặc dù chất lượng ảnh không thật đẹp.

Hình 1.10 Máy in kim

• Máy in laser (Laser Printer) dùng kĩ thuật laser để tạo ảnh từng trang trên một trống tĩnh điện. Ưu điểm của loại máy này là chất lượng ảnh rất cao. Ngày nay giá thành của máy in laser đã khá rẻ nên chúng được sử dụng rộng rãi trong gia đình và văn phòng.

Hình 1.11 Máy in laser

• Máy in phun mực (Inkjet Printer) phun ra tia mực siêu nhỏ. Máy in phun mực có chất lượng ảnh khá cao lại không ồn. Giá máy không đắt nhưng giá mực khá đắt.

Hình 1.12 Máy in phun mực

Ngoài ra còn có có nhiều loại thiết bị ra khác như máy vẽ, máy fax, máy chiếu,...

Một số thiết bị vừa có thể là thiết bị vào vừa có thể là thiết bị ra như: các thiết bị dọc/ghi đĩa; các modem dể nối các máv tính với nhau theo đường điện thoại.

Xử lí thông tin là tìm ra những dạng thể hiện mới của thông tin phù hợp với mục dich sử dụng. Ví dụ, việc tìm ra hai nghiệm x1 và x2 của phương trình bậc hai (ax^2 + bx + c = 0). Xử lí thông tin ở đây chính là quá trình tìm nghiệm của phương trình dựa vào các hộ số a, b, c đã biết.

Quá trinh xử lí thông tin trên MTĐT cũng tương tự như thực hiện các thao tác thủ công (trên giấy, với bút, bàn tính,...). Do vậy, trước hết, cần lưu ý một số điểm khi thực hiện việc xử lí thủ công nói chung:

• Để mô tả cách thức xử lí, con người cần phải sử dụng một số công cụ nhất định như giấy bút và trí nhớ để lưu trữ các dữ liệu vào, kết quả trung gian và kết quả cuối cùng.
• Cần sư dụng một số công cụ nào đó như: bàn giấy, thước tính,... để thực hiện các phép toán.
• Quá trình thực hiện mỗi phép toán nói chung đều qua các bước sau: chọn giá trị vào (các giá trị, các toán hạng tham gia phép toán), thực hiện phép toán và ghi nhớ kết quả phép toán lên một giá mang tin nào đó.
• Con người trực tiếp xác định trình tự thực hiện liên tiếp các phép toán trong từng thời điểm của toàn bộ quá trình xử lí.

MTĐT là công cụ xử lí thông tin tự động, không cần sự tham gia trực tiếp của con người. Tuy nhiên, MTĐT tự nó không thể quyết định được, khi nào thì phải làm gì, cộng hay trừ, nhân hay chia, các dữ liệu tham gia xử lí sẽ lấy ở đâu... Để làm dược điều đó, con người cần phải cung câp dầy dú ngay từ đẩu cho MTĐT các mệnh lệnh, chỉ thị để hướng dẫn MTĐT thực hiện. Các mệnh lệnh, chỉ thị được con người soạn thảo bằng một ngôn ngữ mà máy hiểu được gọi là chương trình. Chương trình được lưu trữ trong bộ nhớ của máy. Như vậy quá trình xử lí thông tin trong MTĐT có thể được xem là gồm các thao tác cơ bản sau đây:

• Nhập thông tin và chương trình điều khiển vào thông qua các thiết bị vào.
• Lưu trữ dữ liệu và chương trình trong các thiết bị nhớ.
• Xử lí thông tin.
• Đưa thông tin đầu ra thông qua các thiết bị ra.

Quá trình xử lí thông tin trên MTĐT được mô tả bàng sơ dồ tông quát dưới đây:

Hình 1.13. Sơ đồ xử lí tlíông thì trong máy tính điện tử

Theo mô tả trên, một MTĐT sẽ gồm bốn bộ phận chính: bộ phận thực hiện các phép toán số học và logic; bộ phận ghi nhớ dừ liệu, ghi nhớ tập lệnh cần thực hiện; bộ phận tự động thực hiện tập các lệnh theo đúng trật tự đã được xác định và bộ phận vào/ra để giao tiếp với con người. Đây cũng là dặc trưng cơ bản trong sơ đồ cấu trúc của MTĐT theo nguyên lí J. Von Ncumann.

Nguyên lí máy tính J. Von Neumann. Máy tính thiết kế theo sơ đồ của J. Von Neumann có các dặc trưng quan trọng sau:

• Điểu khiển hằng chương trình: Máy tính tự hoạt động theo chương trình do con người viết ra và được lưu trữ trong bộ nhớ của nó.
• Bộ nhớ thuần nhất: Các chương trình và dữ liệu đều được lưu trừ trong cùng một bộ nhớ. MTĐT không phân biệt trong ô nhớ chứa gì, số, văn bản hay câu ỉộnh của chương trình.
• Truy cập theo địa chỉ: Dữ liệu khi lưu trữ trong vùng nhớ của máy tính, có thể được truy nhập gián tiếp thông qua địa chỉ của nó trong bộ nhớ.

Hình 1.14 Bộ xử lý CPU

CPU là bộ phận quan trọng nhất của máy tính, có chức năng thực hiện và điều khiển việc thực hiện chương trình của máy tính. CPU gồm các thành phần chính:

• Đồng hồ (clock): tạo các xung điện áp chính xác, đều đặn để sinh ra các tín hiệu cơ bản điều chế thông tin và đồng bộ hoá các thành phần khác của máy tính.
• Các thanh ghi (Registers): gọi là bộ nhớ nhanh, dùng để ghi các lệnh đang dược thực hiện, lưu trữ các dữ liệu phục vụ cho các lệnh, các kết quả trung gian, các địa chỉ, các thông tin dùng đến trong quá trình thực hiện một lệnh.
• Bộ nhớ đệm (cache memory): dùng để tăng tốc độ lưu chuyển dữ liệu và chương trình giữa bộ nhớ trong và CPU. Khi xử lí lệnh, dữ liệu được nạp từ bộ nhớ trong vào bộ nhớ dệm, CPU lấy trực tiếp dữ liệu từ bộ nhớ đệm mà không phải mất thời gian liên lạc với bộ nhớ. Một số CPU hiện đại có khả năng dự đoán thông minh để biết nên tải vùng nào từ bộ nhớ vào bộ nhớ đệm.
• Bộ số học và logic (ALU - Arithmetic and Logic Unit): thực hiện các phép toán cơ sở của máy tính như các phép toán số học, các phép toán logic, phép tạo mã,...
• Bộ điều khiển (CU - Control Unit): không trực tiếp thực hiện lệnh mà có chức năng điều khiển sự hoạt động của MTĐT theo các tập lệnh trong chương trình định sẵn.

Nhờ công nghệ vi mạch, người ta có khả năng chế tạo toàn bộ bộ xử lí trong một chip (một mạch vi điện tử được đóng trong một vỏ duy nhất). Những bộ xử lí như vậy gọi là bộ vi xử lí (Microprocessor).

MTĐT hoạt dộng dựa trên nguyên lí J. Von Neumann, bao gồm các nội dung cơ bản như sau: mã hoá nhị phân, điều khiển bằng chương trình, lưu trữ chương trình và truy cập theo địa chỉ. Mọi thông tin đưa vào máy tính (gồm cả chương trình) đều được mã hoá nhị phân, và được lưu trừ trong bộ nhớ bàng các dãy bit 0 và 1 để máy tính có thể hiểu và xử lí được.

Máy tính có khả năng thực hiện theo chương trình (một dãy lệnh cho trước và có trình tự xác định) mà không cần sự can thiệp trực tiêp của con người. Tại mỗi thời diểm, máy tính chi có thể thực hiện được một lệnh. Tuy nhiên, tốc dộ thực hiện lệnh rất cao, có thể lên tới hàng trăm triệu lệnh trong một giây (đối với máy vi tính). Đe thực hiện các lệnh, chúng cần dược đưa vào máy tính dưới dạng mã nhị phân dê lưu trữ như những dữ liệu khác. Tất cả các dữ liệu và lệnh trong máy tính dều được truy cập thông qua dịa chỉ lưu trữ nó. Như vậy, khi thực hiện một lệnh cần phải đọc/ghi bộ nhớ nhiều lần.

Một chương trình máy tính được thực hiện bàng việc thực hiện liên tiếp một dãy lệnh. Đổ quản lí thứ tự các lệnh, bộ điều khiên (CƯ) của bộ xử lí trung tâm sử dụng thanh ghi dếm địa chỉ (Program Counter - PC) để ghi địa chỉ cùa lệnh sẽ được thực hiện tiếp theo. Giá trị khởi tạo của PC là địa chỉ lệnh dầu tiên của chương trình. Chu kì thực hiện một lệnh trong MTĐT gồm các bước sau đây:

• Đọc lệnh: CU gửi nội dung PC vào bộ nhớ giải mã địa chỉ dê đọc byte đầu tiên của lệnh lên một thanh ghi khác gọi là thanh ghi lệnh. PC sẽ tăng lên một đơn vị đổ CƯ đọc byte tiếp theo. Độ dài các lệnh có thể khác nhau nhưng bvte dầu tiên bao giờ cũng là nơi chứa mã lệnh.
• Giải mã lệnh: CU căn cứ vào mã lệnh để đọc nốt các thông tin của lệnh và hoàn thành việc đọc lệnh. PC tiếp tục tăng theo số lượng byte đã đọc vào.
• Đọc dữ liệu: các địa chỉ dữ liệu được gửi vào bộ giải mã địa chỉ đê đọc nội dung của lệnh, gọi là các toán hạng (operand), vào các thanh ghi dừ liệu.
• Thực hiện lệnh: Phát tín hiệu điều khiển cho mạch chức năng của ALU thực hiện phép tính mà mã lệnh đã xác định.

Chu trình thực hiện lệnh được mô tả cụ thể theo sơ dồ trong hình 1.15.

Hình 1.15. Chu trình thực hiện lệnh

• Từ xa xưa, con người đã biết tạo ra các công cụ để thực hiện tính toán. Chẳng hạn, chiếc bàn tính của người La Mã được dùng phổ biến tại Babylonia từ năm 2400 trước Công nguyên, hay chiếc bàn tính của người Trung Hoa xuất hiện vào khoảng 500 năm trước Công nguyên,... Những công cụ thô sơ này đã giúp con người tính toán trong suốt nhiều thế kỉ.
• Cùng với sự phát triển của loài người, nhu cầu tính toán ngày càng nhiều và phức tạp, các công cụ tính toán đã không ngừng được cải tiến. Năm 1623, Wiiheilm Schickard, người được xem là cha đẻ của kỉ nguyên máy tính đã thiết kế chiếc máy tính cơ học đầu tiên nhưng không hoàn thành được việc xây dựng nó. Sau đó, Blaise Pascal (Pháp), năm 1642, đã thiết kế và chế tạo thành công chiếc máy tính cơ khí đầu tiên mang tên Pascaline dựa trên hệ thống máy bánh răng, cho phép thực hiện các phép tính cộng và trừ. Sau đó ba mươi năm, Gottfried Wilhelm Leibnitz, nhà toán học người Đức, đã cải tiến máy của Pascal dể nó có thể thực hiện các phép nhân và phép chia. Hạn chế cơ bản của các máy tính kể trên là chúng chỉ thực hiện các phép toán một cách riêng lẻ, không có khả năng nhớ lại các kết quả trung gian khi thực hiện một dãy các phép toán.
• Đến khoảng những năm 1800, Charles Baddage, một giáo sư của trường đại học Cambrige nước Anh đã thiết kế thành công chiếc máy tính có khả năng ghi nhớ và Ada Lovelace là người đã viết bản hướng dẫn sử dụng chiếc máy này. Nhờ đó, Ada Lovelace được nhiều người tôn vinh là lập trình viên đầu tiên trên thế giới. Vào khoảng những năm 1900, tập đoàn IBM của Mỹ đã bán các máy tính dùng thẻ đục lồ có khả năng tự dộng đọc dữ liệu. Loại máy tính này được sản xuất công nghiệp với số lượng lớn và bán ra nhiều nước trên thế giới. Tuy nhiên, loại máy này vẫn chỉ là các máy bán tự động vì nó đòi hỏi sự can thiệp trực tiếp của con người trong suốt quá trình xử lí. Việc tính toán cần phải được thực hiện bởi các nhân viên chuyên nghiệp. Để hạn chế những sai sót của con người trong quá trình xừ lí tính toán, cần thiết phải tạo ra máy tính có khả năng tự động xử lí các phép toán một cách chính xác mà không cần sự giám sát của con người.
• Cho đến Chiến tranh thế giới lần thứ II, các hạn chế của máy tính cơ học và cơ điện đã được giải quyết bởi bước phát triển dột biến trong lĩnh vực chế tạo máy tính. Các bộ phận cơ khí trong chiếc máy tính đã được thay thế bằng các mạch điện dùng các rơle điện tử điều khiển tự động việc thực hiện một dãy liên tiếp các phép toán và mờ ra kỉ nguyên mới, kỉ nguyên của MTĐT.

Kể từ khi ra đời, MTĐT không ngừng được cải tiến để phục vụ nhu cầu sử dụng của con người trong mọi lĩnh vực. Dựa vào các đặc trưng kĩ thuật chế tạo và hiệu năng sử dụng, MTĐT có thể dược chia thành các thế hệ phát triển như sau:

• Thế hệ thứ nhất: Mở đầu với sự ra đời của chiếc MTĐT đầu tiên ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer - Máy tính hợp và tính toán số học điện từ) do Mỹ thiết kế. Sự chế tạo và phát triển ENIAC kéo dài từ năm 1943 đến khi có thê hoạt động hoàn toàn vào cuối năm 1945. Máy tính này được chế tạo bàng bóng đèn điện tứ rắt cồng kềnh, tiêu thụ nhiều năng lượng, tốc độ chậm (vài nghìn phép tính/giây) và dung lượng bộ nhớ rất thấp (vài trăm cho đến vài nghìn từ nhớ). Chiếc máy tính đầu tiên ENIAC dùng tới 1900 bóng điện tử, nặng 30 tấn, chiếm diện tích 140m2, cỏ công suất tiêu thụ 40KW và cần một hệ thống thông gió khổng lồ đế làm mát máy. Nhược điểm lớn nhất của các máy tính thế hệ thứ nhất là độ tin cậy không cao. Một số máy phải thay tới 20% số đèn điện tử sau mỗi ngày làm việc.

Hình 1.16. Chiếc mảy tính ENIAC sử dụng bóng đèn diện tử

• Thế hệ thứ hai: MTĐT thế hệ thứ hai sử dụng công nghệ bán dẫn, ra đời vào khoảng đầu những năm 50 của thế kỉ XX. Đặc trưng cơ bản của máy tính thế hệ này là sử dụng các transactor lưỡng cực nên có kích thước nhỏ gọn hơn, tiêu thụ ít năng lượng hơn và tốc độ xử lí cao hem so với máy tính dùng đèn điện từ. Các máy tính thế hệ thứ hai bắt đầu sử dụng bộ nhớ băng xuyến ferit cho phép tăng dung lưọrng lưu trữ và tốc độ truy cập dữ liệu. Tốc độ trung bình đạt từ vài nghìn cho đến hàng trăm nghìn phép tính/giây. Những máy tính thế hệ thứ hai điển hình là ATLAS, họ IBM/7000 (ví dụ IBM 701, IBM 704,...). Ngôn ngữ lập trình 1 cấp cao đa mục đích đầu tiên Fortrain (năm 1957) cũng xuất hiện vào giai đoạn này (Fortrain được phát triển tại IBM dể dùng cho máy IBM 704). Chiếc MTĐT đầu tiên có ở Việt Nam năm 1976 là một máy tính thế hệ thứ hai có tốc độ tính theo phép nhân là 5000 phép tính/giây, bộ nhớ gồm 8192 từ 37 bit.
• Thế hệ thứ ba: khởi đầu với sự ra đời của họ máy tính nổi tiếng IBM/360 và ICL/1900 vào năm 1964. Thế hệ thứ ba là các máy tính sử dụng công nghệ vi điện tử. Công nghệ này cho phép chế tạo các mạch bán dẫn không phải từ các linh kiện rời mà chế tạo đồng thời cả một mạch chức năng cỡ lớn với các thành phần siêu nhỏ. Nhờ có độ tích hợp cao về mọi phưong diện (kích cỡ, năng lượng tiêu hao, tốc độ xử lí,...), các máy tính thế hệ thứ ba đều tốt hơn rất nhiều so với máy tính thế hệ thứ hai. Cụ thể: tốc độ máy tính đã đạt tới hàng triệu phép tính/giây, dung lượng bộ nhớ chính đạt khoảng vài trăm nghìn dến vài triệu byte. Một ưu điểm quan trọng khác là tính mô đun hoá, cho phép có thể ghép nối hay mở rộng một cách dễ dàng,
• Thế hệ thứ tư: Thế hệ này được đánh dấu bằng việc dùng các mạch có độ tích hợp cao LSI (Large Scale Integration), bộ nhớ bán dẫn CMOS, bộ nhớ cache và bộ nhớ ảo được dùng rộng rãi. Trong giai đoạn này có hai khuynh hướng cùng song song phát triển, đó là xây dựng siêu máy tính (super computer) và xây dựng những máy tính cực nhỏ (micro computer).

Các siêu máy tính thường được thiết kế dựa trên kiến trúc song song, một máy tính có thể có nhiều bộ xử lí hoạt động cộng tác với một bộ nhớ chung. Những thành tựu mới của công nghệ vi điện tử cho phép chế tạo ra các máy tính rất mạnh. DeepBlue, máy tính đầu tiên chiến thắng nhà vô địch cờ thế giới Caxparov, là một máy song song gồm 256 bộ xử lí PowerPC có khả năng phân tích 200 triệu nước cờ/giây.

Với các máy tính cực nhỏ, nhờ sử dụng công nghệ vi điện tử đã cho phép chế tạo bộ xử lí trong một vi mạch duy nhất gọi là bộ vi xử lí (microprocessor). Bộ vi xử lí đầu tiên đưa ra thị trường là vi mạch 4004 của hãng Intel vào năm 1971 đã mở đầu cho kỉ nguyên máy vi tính. Các máy vi tính (micro computer) là các máy tính xây dựng trên các bộ vi xử lí.

• Thế hệ tương lai: Các máy tính thế hệ tương lai hiện tại đang được phát triển và chưa thể xác định rõ ràng đầy đủ các đặc trưng của máy tính thế hệ này. Tuy nhiên có thể nhận thấy mục tiêu mà các công ty chế tạo máy tính và các nhà nghiên cứu đang hướng tới đó là tạo ra các máy tính thông minh, có nhiều chức năng, có thể giao tiếp với con người một cách dễ dàng. Chẳng hạn, vào năm 1981, Nhật Bản đã đưa ra một chương trình đầy tham vọng, cuốn các cường quốc máy tính vào một dự án chế tạo máy tính thế hệ thứ năm. Đó là dự án chế tạo máy tính thông minh, có thể giao tiếp trên ngôn ngữ tự nhiên, có thể có các hoạt động mang tính sáng tạo dựa trên cơ chế suy luận dựa trên các tri thức và không hoàn toàn tuân theo nguyên lí J. Von Neumann. Mặc dù mục tiêu đặt ra đã không đạt được, nhưng người ta dă thu được rất nhiều thành quả về công nghệ xử lí tri thức. Bên cạnh dó còn có nhiều ý tưởng, dự án phát triển cho thế hệ máy tính tương lai như máy tính phỏng sinh học hay máy tính quang tử,... đang được thế giới quan tâm và chờ đợi. Có thể trong một tương lai gần, nhân loại sẽ được chứng kiến một cuộc cách mạng mới về công nghệ máy tính.

MTĐT gồm nhiều loại khác nhau: máy vi tính (microcomputer), siêu máy tính (supercomputer), máy lớn (mainframe) và các máy tầm trung (mini), trạm làm việc (workstation), máy tính bảng, điện thoại thông minh (smartphone),... Trong đó, máy vi tính được sử dụng phổ biến nhất. Ngày nay, khi nhắc đến MTĐT là người ta nghĩ ngay đến máy vi tính.

Hình 1.17 Máy vi tính

• Trạm làm việc cũng là một máy vi tính, nhưng có khả năng xử lí đồ hoạ và toán học nhanh hơn máy vi tính, thường dùng cho các công việc về khoa học kĩ thuật và đặc biệt là thiết kế.
• Máy tính mini là máy tính hạng trung, có kích cỡ nhỏ thích hợp cho trường đại học, các xí nghiệp, các phòng thí nghiệm khoa học và công nghệ.
• Máy tính lớn có năng lực xử lí rất nhanh, có bộ nhớ rất lớn, thường được ứng dụng trong thương mại. khoa học, quân sự khi cần xử lí khối dừ liệu lớn và nhiều tiến trinh phức tạp.
• Siêu máy tính là một kiểu máy tính đặc biệt phức tạp và rất mạnh, được dùng để thực hiện các nhiệm vụ dặc biệt, đòi hỏi nhanh chóng tức thời và phức tạp với hàng ngàn yếu tố biến thiên. Siêu máy tính dựa trên xử lí song song thường được dùng cho nghiên cứu vũ khí, dự báo thời tiết, trong các ứng dụng công nghệ, trong lĩnh vực dầu khí.

Sự khác nhau lớn nhất của các lớp máy tính này không phải ở công suất thực hiện mà là phưomg thức sử dụng. Chẳng hạn, máy vi tính được thiết kế cho hoạt động cá nhân, còn các máy tính loại còn lại được thiết kế cho chế độ sử dụng tập thề.

Máy tính bảng và điện thoại thông minh đã đạt được những tiến bộ vượt bậc và trở nên rất phố biến trong vài năm gần đây. Các máy tính bảng nổi tiếng như iPad với màn hình mỏng, màn hình hoạt dộng cảm ứng đã trở nên vô cùng tiện lợi trong duyệt web, đọc sách, chơi game và hàng nghìn trình ứng dụng đặc biệt. Có nhiều loại máy tính bảng khác nhau tuỳ theo công suất xử lí và hệ điều hành. Các bộ xử lí như Intel® Atom™ cung cấp công suất xử lí khá mạnh cho các máy tính bảng thế hệ mới, một số các máy tính bàng cũng có bộ xừ lí hai nhân, kể cả Motorola Xoom và Asus Eee Transformer.

Điện thoại thông minh là điện thoại tích hợp nền tảng hệ điều hành di động với nhiều tính năng tiên tiến. Điện thoại thông minh có màn hình cảm ứng với độ phân giải cao, sẵn sàng để gọi bàn phím ảo, viết chữ tay và có tính năng như một máy tính di động. Điện thoại thông minh phổ biến nhất hiện nay dựa trên nền tảng của hệ điều hành Android của Google và iOS của Apple.