Trong thời đại công nghệ hiện đại, khi chúng ta nghĩ về máy tính, hình ảnh của những chiếc laptop mỏng nhẹ hay điện thoại thông minh mạnh mẽ có thể ngay lập tức hiện ra trong tâm trí. Tuy nhiên, để đạt đến sự tiện lợi này, máy tính đã trải qua một chặng đường phát triển dài và đầy ấn tượng. Bắt đầu từ những cỗ máy khổng lồ và phức tạp. Chiếc máy tính điện tử đầu tiên ra đời đã đặt nền móng cho cuộc cách mạng công nghệ thông tin mà chúng ta đang tận hưởng ngày nay. Vậy chiếc máy tính điện tử đầu tiên trông như thế nào, và nó có thể làm được những gì?
Máy tính điện tử đầu tiên trên thế giới
Chiếc máy tính điện tử đầu tiên chính thức được công nhận là ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer), ra đời vào năm 1945, được phát triển bởi hai nhà khoa học Mỹ là John Presper Eckert và John Mauchly. ENIAC không phải là máy tính điện tử đầu tiên được khởi tạo, nhưng nó là chiếc máy tính đầu tiên thực hiện được các phép toán với tốc độ vượt trội so với các máy tính cơ học hoặc bán điện tử trước đó. Với sự ra đời của ENIAC, nhân loại đã bước vào kỷ nguyên mới của máy tính và công nghệ điện toán.
Chiếc máy tính điện tử đầu tiên trông thế nào?
ENIAC không giống như các máy tính nhỏ gọn mà chúng ta quen thuộc ngày nay. Ngược lại, nó là một cỗ máy khổng lồ, chiếm diện tích lên tới 167 mét vuông. Máy nặng khoảng 30 tấn và được cấu thành từ 17.468 bóng đèn điện tử, 7.200 diode tinh thể, 1.500 rơ le, hàng trăm nghìn điện trở và tụ điện. Nó cũng tiêu thụ một lượng điện năng khổng lồ, lên tới 150 kW, tương đương với lượng điện tiêu thụ của một khu dân cư nhỏ.
Cấu trúc của ENIAC rất phức tạp. Máy được chia thành nhiều khối riêng biệt, mỗi khối thực hiện các phép tính khác nhau. Các khối này được nối với nhau bằng hàng nghìn dây cáp điện và mỗi khi cần thay đổi phép tính, các lập trình viên phải thủ công di chuyển, cắm lại dây, một công việc mất hàng giờ đồng hồ.
ENIAC không có màn hình hiển thị giống như các máy tính hiện đại. Thay vào đó, kết quả tính toán được xuất ra bằng cách nhấp nháy các bóng đèn hoặc in ra giấy thông qua máy in điện cơ.
Máy tính điện tử đầu tiên làm được gì?
Dù kích thước khổng lồ và cồng kềnh, ENIAC vẫn là một bước tiến khổng lồ trong lịch sử phát triển của máy tính. Vào thời điểm ra đời, nó được coi là một trong những thành tựu công nghệ quan trọng nhất, với khả năng thực hiện các phép tính phức tạp mà không một con người hay máy móc cơ học nào có thể làm được trong khoảng thời gian ngắn như vậy.
Một số chức năng nổi bật của ENIAC bao gồm:
Thực hiện các phép toán cơ bản với tốc độ nhanh chóng:
ENIAC có thể thực hiện các phép tính cộng, trừ, nhân, chia với tốc độ đáng kinh ngạc so với những thiết bị cơ học trước đó. Để thực hiện một phép nhân hoặc chia, ENIAC chỉ mất vài phần nghìn giây. Trước khi có ENIAC, các phép toán phức tạp như nhân, chia, đặc biệt là phép tính mũ, có thể mất hàng giờ thậm chí hàng ngày để thực hiện bằng tay.
Ứng dụng trong tính toán quân sự:
ENIAC được phát triển trong bối cảnh Chiến tranh Thế giới thứ hai, với mục tiêu ban đầu là tính toán quỹ đạo đạn pháo cho quân đội Mỹ. Việc tính toán quỹ đạo bằng tay không chỉ mất nhiều thời gian mà còn dễ mắc sai sót, vì vậy ENIAC được kỳ vọng giúp tăng tốc quá trình này. Một phép tính quỹ đạo mà trước đây mất hàng giờ để hoàn thành giờ đây có thể được ENIAC thực hiện trong vòng vài giây.
Khả năng lập trình lại:
Dù việc lập trình cho ENIAC rất phức tạp và đòi hỏi nhiều thao tác thủ công, nhưng nó đã mở ra ý tưởng về một máy tính có thể lập trình lại để thực hiện các nhiệm vụ khác nhau. Các nhà khoa học có thể lập trình lại ENIAC để giải quyết nhiều bài toán khác nhau, từ tính toán vật lý cho đến các mô phỏng khoa học.
Đóng vai trò quan trọng trong nghiên cứu hạt nhân:
Sau chiến tranh, ENIAC tiếp tục được sử dụng trong các dự án nghiên cứu khoa học. Nó đóng góp không nhỏ trong các chương trình nghiên cứu hạt nhân của Mỹ, giúp các nhà khoa học tính toán các vấn đề phức tạp liên quan đến vật lý nguyên tử.
Hạn chế của chiếc máy tính điện tử đầu tiên
Mặc dù ENIAC là một bước tiến vượt bậc, nhưng nó vẫn có nhiều hạn chế mà các thế hệ máy tính sau này phải cải tiến:
- Kích thước và tiêu hao năng lượng:
Với kích thước khổng lồ và nhu cầu về điện năng cao, ENIAC không phải là một giải pháp tiết kiệm hay thực tế cho việc sử dụng hàng ngày. Các bóng đèn điện tử trong ENIAC cũng dễ hỏng, dẫn đến việc bảo trì thường xuyên và phức tạp.
- Lập trình phức tạp:
Việc lập trình ENIAC là một nhiệm vụ không dễ dàng, đòi hỏi nhiều nhân lực và thời gian để thiết lập mỗi khi cần thực hiện một phép tính mới. Điều này hạn chế tính linh hoạt của máy tính và khiến nó khó có thể áp dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau. - Không lưu trữ được chương trình:
ENIAC không có khả năng lưu trữ các chương trình như các máy tính hiện đại. Mỗi khi cần thực hiện một phép tính mới, người vận hành phải lập trình lại hoàn toàn từ đầu, làm tăng thời gian và công sức.
Kết luận
Chiếc máy tính điện tử đầu tiên, ENIAC, đã đánh dấu một bước ngoặt quan trọng trong lịch sử phát triển của công nghệ máy tính. Dù kích thước khổng lồ và nhiều hạn chế, ENIAC vẫn là biểu tượng của sự đột phá công nghệ trong thời kỳ đầu. Nó không chỉ mở ra khả năng thực hiện các phép toán nhanh chóng và chính xác hơn mà còn đặt nền tảng cho những cải tiến sau này, dẫn đến sự ra đời của các máy tính hiện đại mà chúng ta sử dụng ngày nay.
