Máy tính Raspberry Pi

22/03/2013 17:13

Kỹ sư Eben Upton dùng bộ xử lý ARM thông dụng trên điện thoại thông minh hiện nay để chế tạo máy tính cá nhân PC nhỏ bé mang tên Raspberry Pi.

Máy tính Raspberry Pi xuất hiện chính thức vào tháng 4/2012, có sức mạnh ngang bằng PC cách nay... 15 năm, tức loại PC năm 1997 dùng bộ xử lý Pentium II Dường như không có lý do gì để chế tạo máy tính như vậy nhưng thực tế đã cho lời đáp ngoài dự đoán.

Alex Hope - người sáng lập Công ty Double Negative (Anh), chuyên thực hiện kỹ xảo điện ảnh bằng máy tính - tỏ ra lo lắng trước tình hình công ty của ông và những công ty bạn không tìm được lập trình viên thích hợp tại Anh (12/2011):

"Nước Anh vốn có truyền thống sáng tạo kỹ thuật, có nền tảng tốt để phát triển trong thời đại máy tính. Tuy nhiên, hiện nay nội dung giáo dục ICT trong nhà trường không dạy học sinh lập trình, mà chỉ hướng dẫn học sinh trở thành người dùng thụ động của các phần mềm cụ thể như Word và Excel. Điều này tựa như tập đọc, nhưng không tập viết. Phải dạy cho trẻ em tự viết phần mềm của riêng mình nếu chúng ta muốn nước Anh trở thành trung tâm công nghệ cao.

Khởi đầu với 30 nhân viên năm 1998, Công ty Double Negative của tôi hiện có 950 nhân viên tại Anh và 120 nhân viên ở Singapore. Chúng tôi là công ty thực hiện kỹ xảo điện ảnh lớn nhất Châu Âu. Chúng tôi đã thực hiện kỹ xảo cho loạt phim Harry Potter, các phim Sherlock Holmes, The Bourne Legacy, Total Recall, Iron Man 2. Chúng tôi có một giải Oscar năm 2010.

Qua việc điều hành công ty, tôi hiểu được tầm quan trọng của kỹ năng lập trình. Tôi cùng với Ian Livingstone - chủ tịch Công ty Eidos (công ty hàng đầu trong lĩnh vực trò chơi điện tử, công ty đã tạo ra nhân vật Lara Croft) - đã viết một bản kiến nghị gửi đến chính phủ nêu rõ tình trạng giáo dục ICT trong nhà trường phổ thông hiện nay ảnh hưởng đến sự phát triển bền vững trong lĩnh vực hoạt động của chúng tôi, nói rộng hơn, trong toàn bộ công nghiệp điện ảnh và âm nhạc của nước Anh. Hiện nay chúng tôi không thể tìm được người có kỹ năng lập trình cần thiết tại Anh. Số lượng sinh viên khoa học máy tính và học viên theo ngành ICT trung cấp đều đang giảm dần. Căn nguyên của vấn đề là hệ thống giáo dục của chúng ta không đáp ứng được nhu cầu của các ngành công nghiệp, không tạo ra số lượng tài năng cần thiết, do đó kềm hãm sự phát triển kinh tế.

Có những trường chủ động đổi mới nội dung giáo dục ICT như trường Merchants Taylors ở Hertfordshire, tại đó học sinh được dạy lập trình bằng công cụ trực quan như Kodu hoặc Scratch. Tuy nhiên, đó chỉ là trường hợp ngoại lệ. Chúng tôi nhận thấy hiện nay nhiều giáo viên dạy ICT không có kỹ năng lập trình căn bản.

Khoa học máy tính là nền tảng của nhiều lĩnh vực. Ngoài việc đưa nội dung ICT vào nhà trường như một môn học riêng như hiện nay, chúng ta cần rèn luyện kỹ năng ICT cho học sinh trong mọi môn học. Phải chú ý mối liên hệ giữa khoa học máy tính với nghệ thuật và các lĩnh vực khác, giúp học sinh sẵn sàng bước vào thế giới số. Các đại học như Bournmouth và Abertay đã đi đầu trong việc giảng dạy đồng thời khoa học máy tính và nghệ thuật, cung cấp nhân lực thích hợp cho công nghiệp trò chơi điện tử và kỹ xảo điện ảnh.

Còn rất nhiều việc phải làm. Trước tiên, phải làm cho trẻ em yêu thích việc lập trình máy tính. Việc chế tạo máy tính tí hon Raspberry Pi đơn giản và rẻ tiền là dấu hiệu đáng mừng. Trẻ em có thể tự làm hỏng và tự sửa chữa máy tính đó, như thế hệ chúng tôi từng làm trên máy tính BBC Micro vào thập niên 1980".

Có cùng nỗi lo như Hope, Eben Upton - chuyên gia thiết kế vi mạch của Công ty Broadcom - cho rằng kiến thức khoa học máy tính của thế hệ trẻ tại Anh hiện đang thua kém nhiều so với thế hệ trước. Upton thấy rõ điều này trong thời gian giảng dạy và làm công tác tuyển sinh tại Đại học Cambridge. Upton, cũng như mọi chuyên gia máy tính cùng thế hệ của anh, từng "quậy phá" phần cứng máy tính, tự học lập trình cấp thấp và cấp cao khi còn là học sinh trung học.

Upton cùng với bạn của anh, David Braben - lập trình viên kỳ cựu trong lĩnh vực trò chơi điện tử - nghĩ đến việc tạo ra máy tính PC rẻ tiền cho trẻ em.Upton và Braben cho rằng khi có máy tính rẻ tiền, trẻ em dễ dàng vọc vạch thoải mái.Trẻ em thường bị người lớn hạn chế khi dùng máy tính của gia đình.Người lớn sợ trẻ em làm hư máy.Đó là điều rất dễ xảy ra ở tuổi thiếu niên khi các em bắt đầu quan tâm đến hoạt động của hệ điều hành.Trên máy tính đắt tiền của gia đình lưu trữ bao nhiêu hình ảnh kỷ niệm, liệu các em có cơ hội nào để thử nghiệm lập trình hệ thống?

Eben Upton hướng dẫn học sinh lập trình bằng ngôn ngữ Python trên máy Raspberry Pi.

Với kinh nghiệm thiết kế chíp SoC (System-on-Chip) thông dụng trong điện thoại thông minh, Upton biết rõ chíp SoC tích hợp những thành phần thiết yếu để tạo ra PC. Chíp SoC nhỏ bé đóng vai trò như bảng mạch chủ trong PC truyền thống: vừa có bộ xử lý trung ương, bộ xử lý đồ họa GPU, vừa có bộ nhớ RAM và các bộ phận giao tiếp với thiết bị ngoại vi.

Upton và Braben chế tạo thử nghiệm bảng mạch chứa chíp SoC của Broadcom dùng bộ xử lý ARM với giá thành chưa đến 25 USD. Bảng mạch nhỏ bé như bút nhớ USB Flash Drive, có hai cổng ở hai đầu: cổng HDMI và cổng USB. Nối cổng HDMI với TV (dùng làm màn hình), nối cổng USB với hộp USB Hub để cung cấp nguồn điện, đĩa cứng, bàn phím và con chuột, Upton và Braben có được PC hoàn chỉnh, đặt tên là Raspberry Pi. Raspberry Pi dùng bộ xử lý ARM có hiệu năng tương đương PC dùng bộ xử lý Pentium II thời thượng của 15 năm trước, đủ sức chạy hệ điều hành Linux và những công cụ lập trình phổ thông.

Phối hợp với các chuyên gia ở Đại học Cambridge, Upton liên tục cải tiến Raspberry Pi để có nhiều cổng hơn, đồng thời giữ giá thành ở mức thấp. Upton sáng lập tổ chức từ thiện Raspberry Pi Foundation nhằm triển khai sản phẩm Raspberry Pi.

Upton không thành lập công ty để kinh doanh sản phẩm Raspberry Pi.Anh không có tham vọng "làm giàu" với Raspberry Pi. Khi đại diện cho tổ chức từ thiện, Upton dễ dàng thuyết phục Công ty Broadcom cung cấp chíp SoC với giá sỉ để sản xuất Raspberry Pi từng đợt với số lượng nhỏ, tùy theo nhu cầu. Raspberry Pi được bán với giá không có lãi.

Ngày 20/4/2012, tổ chức Raspberry Pi Foundation công bố hai mẫu Raspberry Pi, Model A (25 USD) và Model B (35 USD), và bắt đầu tiếp nhận đơn hàng. Cả hai mẫu đều được cung cấp dưới dạng bảng mạch trần (không vỏ) có bộ nhớ 256 MB, với kích thước bằng tấm thẻ tín dụng. Model A có một cổng USB, không có cổng Ethernet (cổng nối mạng). Model B có hai cổng USB và cổng Ethernet.

Hệ điều hành Linux dùng cho Raspberry Pi được lưu trên thẻ nhớ SD riêng biệt. Trên thẻ nhớ SD có sẵn công cụ lập trình Scratch dành cho lứa tuổi nhi đồng và công cụ lập trình Python dành cho lứa tuổi thiếu niên. Thay vì dùng thẻ nhớ SD, người dùng có thể nối Raspberry Pi với đĩa cứng tự sắm qua cổng USB.Khi đó, Raspberry Pi ưu tiên khởi động từ đĩa cứng.Hộp chứa sản phẩm Raspberry Pi không có sẵn các loại cáp nối.

Các cổng của Raspberry Pi: nguồn điện Micro USB và thẻ SD (trái), cáp 26-pin IDC, RCA Video và Audio (trên), USB và Ethernet LAN (phải), HDMI (dưới).

Raspberry Pi trong vỏ nhựa của Công ty Adafruit.

Sản phẩm Raspberry Pi được tiêu thụ nhanh chóng. Ngoài đơn hàng từ các trường học tại Anh, tổ chức Raspberry Pi Foundation tiếp nhận rất nhiều đơn hàng cá nhân. Vì Raspberry Pi không có vỏ, việc chế tạo vỏ Raspberry Pi trở thành thú vui. Ảnh chụp Raspberry Pi trong vỏ kim loại, gỗ, nhựa, giấy,... với đủ loại kiểu dáng xuất hiện ngày càng nhiều trên mạng.

Bé Robin (8 tuổi) lập trình bằng công cụ Scratch trên máy Raspberry Pi.

Yếu tố giá rẻ của Raspberry Pi tạo nên tâm lý "không sợ hư", kích thích mạnh mẽ ý tưởng sáng tạo. Người lớn, kể cả giới am hiểu máy tính, cũng thích "quậy" với Raspberry Pi. Việc "chế biến" phần cứng từ Raspberry Pi trở thành phong trào sôi nổi.Có người dùng Raspberry Pi để điều khiển máy quay (webcam) gắn vào khí cầu nhỏ. Có người mua hàng chục Raspberry Pi, nối thành cụm (cluster) để khảo sát "siêu máy tính".

Đó là điều vượt xa mong đợi của Upton.

NGỌC GIAO

Ý kiến bạn đọc (0)
Tên   Email

Lên đầu trang