Sự cải tiến máy tính hiện đại trong hơn 40 năm qua

Ngày nay chúng ta đã khá quen thuộc với cụm từ giao diện máy tính. Nó là những gì được cung cấp để người sử dụng có thể tương tác với những cỗ máy điện tử, ra lệnh cho máy làm những điều họ muốn. Từ buổi đầu, giao diện này chỉ là hàng loạt các thanh điện cực, sau đó chúng ta có thêm con trỏ chuột, giao diện đồ họa, rồi từ từ sinh ra những thứ như cửa sổ, biểu tượng,... Trong suốt hành trình tiến hóa hơn 40 năm của mình, giao diện máy tính hiện đại đã có nhiều bước thay đổi. Nó chính là một trong những nguyên nhân giúp máy tính cá nhân trở nên phổ biến, mở ra cả một kỉ nguyên mới của PC. Sau đây, mời các bạn cùng quay trở lại buổi đầu của máy tính để xem sự tiến hóa này đã diễn ra như thế nào nhé.

Tư duy mới, công nghệ mới dẫn và sự ra đời của máy tính cá nhân

50 năm trước, chữ "computer" có nghĩa rất khác so với ngày nay. Trước khi Thế chiến thứ II xảy ra, từ này không dành để chỉ những cỗ máy mà dùng để nói về những người (chủ yếu là phụ nữ, để tiết kiệm chi phí) được thuê để làm công việc tính toán thủ công. Trong suốt cuộc chiến, quân đội các đã nước nghiên cứu và sản sinh ra những máy tính cơ học, khi đó chữ computer lại dùng để nói về những thiết bị như Colossus, ENIAC. Sau đó, từ computer vẫn tiếp tục được áp dụng cho các máy tính thương mại khổng lồ của IBM trị giá hàng triệu đô la đặt trong những căn phòng lớn. Lúc đó, người ta chỉ nhìn máy tính như là một biểu tượng cho thói quan liêu và ý đồ xóa bỏ công việc của con người, thế giới không hề có thứ gọi là "máy tính cá nhân" (personal computer).

Hai phụ nữ đang nối dây cho ENIAC để chạy một chương trình mới

Tuy nhiên, đến những năm cuối của thập niên 1960, điều đó bắt đầu thay đổi. Trong thời gian này, không chỉ khoa học kĩ thuật phát triển mà tư duy của con người cũng khác đi rất nhiều: người ta bắt đầu có một cuộc cách mạng trong suy nghĩ. Nếu như Colossus và ENIAC chuyên dùng để xử lí khối lượng dữ liệu lớn và tính toán những thứ phức tạp thì các nhà nghiên cứu thời bấy giờ thấy tìm năng của một thứ khác, một thứ hoàn toàn mới. Một số những con người đầu tiên lớn lên cùng với máy tính, dù đó là chiếc máy ráp ở nhà hay trong các phòng thí nghiệm, đã nhìn vào đó và suy nghĩ đây không chỉ là cỗ máy để để tính toán. Họ thấy được buổi đầu của một phương tiện liên lạc mới, một cỗ máy không củng cố cho tệ quan liêu. Thay vào đó, máy tính có thể mang sức mạnh đến cho từng cá nhân, từng người một!

Tất nhiên, vào thời đại của những năm 1960 khi mà màn hình của máy tính còn là màu xanh chán ngắt thì không phải ai cũng nhìn ra được khả năng to lớn của nó. Tuy nhiên, vẫn có một số ngoại lệ, và Douglas Engelbart là người thuộc vào nhóm này. Engelbart tin rằng ông ấy đã hoàn tất nhiệm vụ của một kĩ sư ở tuổi 25, ông chuyển sang cống hiến cho mục tiêu làm phong phú suy nghĩ của nhân loại thông qua kĩ thuật, công nghệ. Ngoài ra còn có Alan Kay, người nổi tiếng với câu nói "Cách tốt nhất để dự đoán tương lai là tạo ra nó". Với những người chung chí hướng, Engelbart, Kay đã cùng nhau sáng tạo ra tương lai.

Người mẹ của giao diện người dùng và điện toán cá nhân

Nếu như chúng ta tìm một ngày để làm sinh nhật cho lĩnh vực điện toán cá nhân thì rất có thể đó sẽ là sẽ là ngày 19/12/1968. Vào ngày này, Douglas Engelbart đã lên sân khấu Brooks Hall ở San Francisco để trình diễn một hệ thống mà ông cùng với những đồng nghiệp tại Trung tâm nghiên cứu tăng cường (Augmentation Research Center) đã dành mười năm xây dựng. Hệ thống này mang tên NLS, viết tắt cho chữ oNLine System, và trong vòng 90 phút trên sân khấu, Engelbart đã cho mọi người thấy tiến độ công việc của mình.

Đầu tiên, ông sử dụng một thứ được gọi là "con chuột", thứ mà sau đó dùng thay thế cho các cây bút light pen (một loại bút nhạy sáng để trỏ và vẽ lên màn hình CRT). Engelbart tiếp tục trình diễn việc biên tập WYSIWYG (what you see is what you get, tức là soạn thảo tới đâu thì hiển thị ngay lên màn hình đến đó, cùng với định dạng chữ đầy đủ) cùng với các siêu liên kết nhúng. Ông đã kết hợp thành công chữ với các đối tượng đồ họa. Engelbart cũng tỏ ra tin tưởng vào tương lai của ARPANet, mạng dữ liệu trao đổi gói đầu tiên trên thế giới, cũng như tương lai của công nghệ. Ông tin rằng ông sẽ sớm trình diễn NLS ở bất kì nơi nào trên đất Mỹ. Thật ra thì vào thời điểm tháng 12/1968, ông đã từng thực hiện cuộc đàm thoại video mới đồng nghiệp của mình với khoảng cách là 30 dặm (48 km).
Video phần trình diễn của Engelbart, trong đó bạn sẽ thấy những hyperlink giống thế giới web ngày nay, cùng với đó là con trỏ chuột chạy trên màn hình


Kể từ đó, NLS trở thành một "người mẹ" và gây ảnh hưởng lên cả một thế hệ những con người yêu công nghệ. Tuy nhiên, ngoài thành công về mặt sản phẩm, một thứ khác cũng quan trọng không kém đó là cách mà Engelbart nghĩ về dự án của mình. Ông không đơn giản xem đây chỉ là một công cụ tính toán bình thường, ông muốn nó giúp mọi người làm việc thông minh hơn, hiệu quả hơn. Ngày 19/12/1968, ông đã cho mọi người thấy điều đó. "Chúng tôi không hứng thú với việc tự động hóa mà chúng tôi quan tâm đến sự tăng cường. Chúng tôi không chỉ phát triển một công cụ, chúng tôi thiết kế nên cả một hệ thống để làm việc đi kèm với tri thức."

Tư tưởng này tiếp tục đúng với Alan Kay. Đối với ông, sự gia tăng sức mạnh của vi xử lí đồng nghĩa với một cuộc cách mạng lớn và không ngừng nghỉ đang đến gần. Ông thấy được tương lai của các máy tính nhỏ chỉ bằng một quyển sách bìa cứng, và ai ai cũng có thể sử dụng nó. Ông chuẩn bị cho tương lai đó với một thiết bị gọi là Dynabook. Nếu ngày nay chúng ta nhìn vào nó thì sẽ xem đây là nguyên mẫu của một chiếc máy tính bảng.

Nguyên mẫu Dynabook của Alan Kay

Tuy nhiên, việc bước vào một tương lai mà mọi người đều có thể sử dụng máy tính đồng nghĩa với một sự thay đổi rất lớn từ gốc rễ của cuộc sống. Kay nói "nếu máy tính thật sự mang tính 'cá nhân', tất cả người lớn và trẻ em đều phải tận dụng nó để thực hiện những công việc có ích mà không cần đến sự trợ giúp của một chuyên gia. Những tác vụ đơn giản phải thật sự đơn giản, còn những thứ phức tạp thì phải có khả năng làm được."

Chiếc Dynabook không bao giờ đi vào cuộc sống, một phần bởi vì những hạn chế về mặt kĩ thuật của thời bấy giờ. Tương tự như vậy, hệ thống NLS của Engelbart cũng không bao giờ đến được với mọi người. Vào đầu những năm 1970, nhóm của Engelbart tại Augmentation Research Center bắt đầu rời đi, nhiều người trong số đó nản chí vì phát minh của mình không được đưa ra thế giới. Họ ra đi để bắt đầu một cuộc phiêu lưu mới. Nhiều người, trong đó có cả Alan Kay, đã sớm tìm được ngôi nhà mới của mình: một trung tâm nghiên cứu mà Xerox mời vừa mở cửa ở Palo Alto, bang California, nơi mà ngày nay là trụ sở cũng như là nơi ấp ủ nhiều công ty công nghệ lớn thuộc Thung lũng Silicon như HP, Google, Facebook, Logitech, Apple...

Lisa, Alto, và Macintosh

Một trong những câu chuyện nổi tiếng về Steve Jobs đó là ông cùng nhiều nhân viên của Apple đã về làm cho Xerox PARC vào năm 1979. Tại đây, họ đã sáng tạo ra giao diện đồ họa người dùng (GUI) và lúc rời đi, Jobs sử dụng nó để làm một cuộc cách mạng trong cả ngành công nghiệp với các máy tính Lisa, Macintosh. Theo kĩ sư Bill Atkinson của Apple, việc chứng kiến một GUI điều khiển bằng chuột và có các cửa sổ đã giúp ông giải quyết nhiều đặc điểm thiết kế trên Lisa, mẫu máy tính cá nhân thương mại đầu tiên được tích hợp giao diện đồ họa người dùng.

Apple Lisa và giao diện đồ họa của mình

Tuy nhiên, điều đáng quan tâm đó là 6 năm trước đó, tức vào tháng 4/1973, Xerox đã hoàn thành một phiên bản máy tính để bàn được chế tạo cho một người dùng. Cảm hứng của thiết bị này đến từ mẫu Dynabook của Alan Kay. Chiếc máy tính đã hoàn thiện được mang tên Xerox Alto và nó là kết quả của một môi trường làm việc mang tính thử nghiệm, tò mò cao tại Xerox PARC. Thậm chí nó đã vượt qua tầm nhìn của những người sở hữu công ty. Lúc đó, trưởng phòng thí nghiệm ở Xerox là ông Butler Lampson đã viết: "Nếu lý thuyết của chúng tôi về những máy tính cá nhân rẻ nhưng mạnh là đúng, chúng tôi phải có khả năng trình diễn nó một cách thuyết phục với Alto. Nếu chúng tôi sai, chúng tôi có thể tìm ra lý do."

Xerox Alto

Vậy chiếc Alto có những tính năng gì? Nó sở hữu một trình biên tập văn bản, email theo dạng WYSIWYG. Ngoài ra còn có công cụ chỉnh sửa hình ảnh bitmap, hình ảnh vector, cùng với đó là phiên bản đầu tiên của môi trường lập trình Smalltalk. Tuy nhiên, điểm quan trọng nhất của Alto đó là nó đi kèm theo giao WIMP - windows, icons, menus, pointer (cửa sổ, biểu tượng, trình đơn, con trỏ) - những thứ định nghĩa ra giao diện desktop mà chúng ta đã quen thuộc ngày nay.

Giao diện trên Xerox Alto

Mặc dù có khoảng 2.000 chiếc Alto đã được làm ra nhưng Xerox chưa bao giờ tung sản phẩm này ra thị trường. Thay vào đó, một phiên bản khác của Alto là PERQ đã được bán thông qua một công ty khác thành lập bởi cựu nhân viên Xerox. Xerox chưa bao giờ ủng hộ hết mình cho nhữn cuộc thử nghiệm diễn ra tại các cơ sở của mình. Mãi đến năm 1981, Xerox 8010 Information System (còn gọi là Star) mới ra đời và đây là thiết bị dựa trên ý tưởng trong chiếc Alto.

Xerox 8010 Information System (Star)

Tuy nhiên, không giống Alto, chiếc Xerox 8010 Information System chứa rất nhiều linh kiện đắt tiền, trong đó có đến 2 hoặc 3 máy trạm và những thiết bị đi kèm nên đẩy giá sản phẩm lên đến 50.000$, quá cao. Ngay cả khi nhắm đến đối tượng khách hàng doanh nghiệp thì việc bán hàng cũng hết sức khó khăn. Chính vì lý do đó, Star đã thất bại. Giống với Apple Lisa, sản phẩm này mang tính cách tân cao, tuy nhiên mức giá đắt cộng với những phần mềm chưa tốt để đẩy chúng xuống vực thẳm thất bại.

Mặc dù vậy, thiết kế của Xerox cũng gây ấn tượng được với một số người dùng. Bruce Damer, một chuyên gia về giao diện người dùng, người đang sở hữu một bộ sưu tập các máy tính cổ, cho biết: "chiếc Alto đã củng cố một vài khía cạnh, tuy nhiên Xerorx Star mới chính là nơi mà tất cả những thứ đó được tổng hợp lại. Xerox Star là thiết bị đẹp và hoạt động được. Nó là một hệ thống hoàn chính được ra mắt vào tháng 4/1981. Mọi người nhìn vào đó vào thốt lên rằng 'Ôi lạy chúa, đây giống như một chiếc phi thuyền đến từ tương lai và nó mới vừa đáp xuống sân trước của tôi". Được biết Microsoft chính là một trong những khác hàng mua Xerox Star.

Năm 1984, Apple ra mắt chiếc máy tính Macintosh. Ben Shniederman, một giáo sư ngành khoa học máy tính, nói rằng ông là một trong những người dùng đầu tiên của chiếc Xerox Star, và khi dùng sang Macintosh, "nó là một bước tiến lớn so với Star". Shniederman cũng là một chuyên gia về giao diện người dùng và là người đã giúp biên soạn ra giao diện WIMP. Vị giáo sư này cũng là một những nhân chứng trong vụ Apple kiện Microsoft đã ăn cắp ý tưởng giao diện người dùng trên Mac và Lisa. Trong vụ đó, Apple đã thua. Một hồ sơ khác do Xerox kiện Apple cũng đã bị hủy bỏ.

Giao diện trên Apple Macintosh

Đến những năm 1988, giao diện của các máy tính cá nhân gần như hội tụ về một điểm. Ví dụ, nếu bạn xem xét giao diện của Windows 2.0 (trong đó có sử dụng một số thành phần được cấp phép bởi Apple) thì nó không mấy khác biệt so với Windows 7. Đối với Shniederman, điều này hoàn toàn có nghĩa ở một mức độ nào đó. Sau tất cả mọi chuyện thì ý tưởng về một bàn làm việc ảo và giao diện WIMP đã thật sự đi vào đời sống. "Tôi là một người tin tưởng rằng máy tính chính là các cỗ máy hình ảnh. Chúng ta thấy được những gì ta có, nhấp chuột vào những gì chúng ta thích."

Giao diện của Windows 2.0. Thật sự là không khác mấy so với Windows 7 ngày nay phải không nào, trừ một số thành phần đồ họa được làm cho bóng bẩy lên, đẹp hơn

Quay trở lại với Bruce Damer, vị chuyên gia có một bộ sưu tập máy tính cổ, thì ông này nhìn mọi chuyện theo hướng ít lạc quan hơn. "Chúng ta mắc kẹt với ý tưởng (desktop) trong vòng 30 năm. Điều đó thật đáng kinh ngạc". Ngoại trừ một số cải biến như menu tình huống (menu chuột phải) dùng trên chiếc NeXTStep, máy tính cá nhân gần như trở thành một bàn làm việc ảo thật thụ.

Giao diện máy tính thời nay

Tuy nhiên, nói như thế không có nghĩa là mọi thứ đã chấm dứt. Chúng ta vẫn đang thấy những sự phát triển có khả năng thay thế cho giao diện của Alto, Lisa hay Mac. Damer chỉ ra rằng công nghệ thực tại ảo có thể sẽ là một trong những kẻ thay đổi cuộc chơi. Google Glass cũng thế, nó mở ra một cách tương tự người-máy khác so với từ trước đến nay. Các hệ điều hành dựa trên nền HTML 5 cũng đang chừa ra rất nhiều khoản trống để thử nghiệm những kiểu giao diện mới.

Trong thế giới ngày nay, sự khác biệt giữa điện thoại di động với máy tính đang ngày càng thu hẹp dần, và hệ điều hành của chúng cũng như thế. Cả Apple và Microsoft đều đã có những động thái để hợp nhất giao diện desktop với giao diện mobile. Google mới đây với chiếc Chromebook Pixel với màn hình cảm ứng cũng có vẻ như sẽ đi theo hướng này.

Nói về Windows 8, Shneiderman tỏ ra cẩn trọng. "Nó không làm hài lòng tất cả mọi người. Nó có thể mang trong mình quá nhiều thay đổi đối với một số người dùng. Họ không muốn có nhiều cái mới như thế. Chúng ta thường chế giễu Microsoft rằng họ chẳng làm được gì, nhưng thực chất họ đã làm được nhiều thứ trong Windows 8. (Với phong cách Modern UI), họ đã đẩy giao diện desktop lên một tầm mới".

Damer cho biết "điều tuyệt vời ở đây đó là nó (máy tính cá nhân) đã phần nào trở thành một chiếc hộp cát trong suy nghĩ của chúng ta. Nó đã trở thành một phương tiện, không chỉ là một chiếc máy tính toán đơn thuần. Chúng ta hiện đang có những thứ ở ngay trước mặt cho phép chúng ta vẽ, viết, hay nghe nhạc. Chúng xâm nhập và đang đánh cắp cuộc sống của chúng ta". Damer nghĩ máy tính cá nhân cùng với giao diện đồ họa người dùng của nó xứng đáng trở thành phát minh lớn trong 500 năm qua. Còn bây giờ, chúng ta hãy đợi xem giao diện người dùng sẽ biến hóa như thế nào trong những năm tới.