Những siêu máy tính đầu tiên

Trong những năm 1940 và 1950, các nhà khoa học và kỹ sư đã phát triển được những cỗ máy có thể lập trình để thực hiện các phép tính và thao tác ở một quy mô chưa từng có trước đây. Theo thời gian, những cỗ máy có kích thước khổng lồ này đã dần dần được cải tạo, “thay da đổi thịt” để tiến hóa thành chiếc máy tính cá nhân quen thuộc với người hiện đại.

Mark I (1944)

Năm 1936, nghiên cứu sinh Howard Aiken ở Đại học Harvard, quyết định tạo ra một chiếc máy tính có thể lập trình, lấy cảm hứng từ công trình ở thế kỷ 19 của nhà toán học người Anh Charles Babbage. Năm 1939, Aikennhận tài trợ từ Công ty IBM. Hai năm sau, Hải quân Mỹ tham gia sáng kiến này, họ muốn sử dụng cỗ máy để xác định quỹ đạo của các vật thể bay tầm xa, một phép tính có độ phức tạp cao. Siêu máy tính Mark I được hoàn thành bởi một nhóm gồm cả nam và nữ vào năm 1944 và được dùng để tính toán phạm vi vụ nổ sập của bom nguyên tử, bên cạnh nhiều mục tiêu khác. Chiếc Mark I có kích thước đồ sộ: dài gần 15 m, nặng 5 tấn và có 750.000 bộ phận cấu thành. Ba đầu đọc băng đục lỗ ở sau phòng được dùng để nhập và thu dữ liệu.

ENIAC (1945)

Năm 1943, quân đội Mỹ tài trợ cho một dự án máy tính của hai kỹ sư Đại học Pennsylvanialà John Mauchly và John Presper Eckert, Jr. Mục tiêu của họ là tạo ra một cỗ máy điện tử chạy nhanh hơn và đáng tin cậy hơn chiếc Mark I vốn dựa trên cơ chế cơ học. Chiếc ENIAC(Máy tích phân số điện tử và máy tính) chiếm trọn một căn phòng có diện tích 15 x 9 m, với 40 bảng điều khiển cao khoảng 1,8 m. ENIACcó hơn 17.000 đèn điện tử chân không, điều chỉnh mạch điện nhanh hơn và hiệu quả hơn so với các công tắc cơ học của chiếc Mark I. Nó có thể thực hiện 5.000 phép cộng/giây, trong khi Mark I chỉ tính được chưa đến 4 phép tính. ENIACra mắt công chúng vào tháng 2/1946 với danh hiệu “máy tính điện tử đầu tiên trên thế giới. Nó được quân đội sử dụng để tính toán tính khả thi của một thiết kế đề xuất cho bom khinh khí.

Cuối Thế chiến II, ý tưởng về “máy tính vạn năng” của nhà khoa học người Anh Alan Turing đã thu hút sự quan tâm rộng rãi. Nhà lý thuyết người Mỹ John von Neumann đăng một bài báo tiên phong vào năm 1946. Trong đó, ông chỉ ra rằng chiếc máy tính tương lai sẽ làm việc với các chương trình được chứa trong cùng bộ nhớ như dữ liệu, thay vì sử dụng bảng điện tử ngoài cho chức năng này.

Cùng năm đó, các nhà phát minh máy ENIAC, Mauchly và Eckert, bắt tay xây dựng chiếc EDVAC(Máy tính điện tử rời rạc tự động). Ra mắt vào năm 1949, đây là chiếc máy tính thứ hai theo kiểu của von Neumann với bộ nhớ chứa cả dữ liệu lẫn hướng dẫn, sau khi EDSAC(Máy tính tự động lưu trữ trễ điện tử) được xây dựng tại Đại học Cambridgeba tháng trước đó. EDVACđưa ra một hệ thống lưu trữ-thông tin mới: đường trễ thủy ngân, tiền thân của transistor. Nhờ nó mà người ta giảm được việc dùng đèn điện tử chân không, thứ thường xuyên chảy. Chiếc EDVACchiếm diện tích khoảng 45,5 m2.

EDVACđược dùng để tính toán các quỹ đạo đạn cho quân đội, nhưng những người thiết kế ra nó cũng quan tâm tới việc tạo ra những chiếc máy tính dân dụng. Năm 1946, Eckert và Mauchly ký hợp đồng xây dựng một chiếc máy tính cho Cục Thống kê Dân số Hoa Kỳ, thay cho máy lập bảng được dùng từ cuối thế kỷ 19 để tóm tắt thông tin lưu trên thẻ đục lỗ. Dù hai người này gặp khó khăn tài chính và công ty của họ bị nhà sản xuất máy đánh chữ Remington thu mua, nhưng vào năm 1951 họ đã cho ra mắt UNIVAC (Máy tính tự động đa năng). Trong các mạch điện tử của mình, UNIVAC cũng sử dụng đường trễ thủy ngân làm bộ nhớ, nhờ thế mà số lượng đèn điện tử chân không giảm số lượng xuống 5.000.

Cải tiến này giúp kích thước cải tiến máy tính nhỏ hơn nhưng không vì thế kém phần mạnh mẽ. UNIVAC có thể đọc 7.200 chữ số thập phân mỗi giây. Thông tin được nhập bằng bàn phím và bảng điều khiển. Kết quả được ghi lại trên băng từ, thay vì thẻ đục lỗ, một cải tiến mà các viên chức điều tra dân số phải mất một thời gian mới làm quen được. Sau đó, thông tin trên băng từ được in ra trên một tập giấy máy tính liên tục.

IBM 650 (1954)

Sự phát triển của máy tính đã đe dọa trực tiếp đến hoạt động kinh doanh của IBM, một công ty đã làm ăn phát đạt từ đầu thế kỷ 20 nhờ sản xuất máy thẻ đục lỗ. Phản ứng của IBM là phát triển chiếc máy tính của riêng mình. Năm 1954, các kỹ sư của IBM đã cho trình làng chiếc máy tính thương mại thành công đầu tiên. IBM 650 có giá 500.000 USD, rẻ một nửa so với 1 triệu USD để mua UNIVAC. Trong tám năm, 1.800 chiếc máy tính của IBM đã được bán ra. Tuy nhiên, IBM 650 lại khác xa so với máy tính hiện đại: Nó hoạt động với bộ nhớ trống từ thay vì ổ cứng (tới năm 1956 IBM mới cho ra mắt thiết bị này); nó sử dụng đèn điện tử chân không thay vì bóng bán dẫn (đối thủ cạnh tranh của IBM là Bell Labs đã hoàn toàn sử dụng bóng bán dẫn cho máy tính vào năm 1954, và IBM cũng làm theo vào năm 1959); và các chương trình được ghi lại trên thẻ đục lỗ được chèn bằng máy lập bảng cổ điển.

Nhà khoa học máy tính Donald Knuth ghi nhận Công ty IBM đã phát triển các lớp học máy tính tại trường đại học: “IBM đã tặng khoảng 100 máy tính ‘miễn phí’ trong những năm 1950, với điều kiện là phải dạy các khóa học lập trình”.

Nguồn: Nationalgeographic