Ai là người phát minh ra máy tính điện tử đầu tiên?

Máy tính điện tử đầu tiên ra đời đã mang đến một cuộc cách mạng công nghệ cho toàn thế giới. Và trong xã hội công nghệ 5.0 hiện nay, máy tính điện tử đã là một phần không thể thiếu trong cuộc sống của mỗi người.

Vậy người phát minh ra máy tính điện tử đầu tiên là ai? Hãy cùng tìm hiểu và khám phá câu trả lời qua bài viết này nhé!

1. Máy tính điện tử là gì?

Máy tính điện tử là một thiết bị điện tử có khả năng thực hiện việc tính toán, lưu trữ dữ liệu, xử lý hình ảnh, âm thanh và các tác vụ khác theo một chương trình đã được lập trình sẵn trong bộ nhớ của máy.

Máy tính điện tử thường được cấu thành từ một bộ vi xử lý, bộ nhớ, đĩa cứng, màn hình hiển thị và bàn phím để nhập dữ liệu.

Máy tính điện tử ngày nay đã trở thành một công cụ quan trọng hỗ trợ con người trong cuộc sống và công việc như các lĩnh vực công nghệ thông tin, khoa học, kinh tế, giáo dục, giải trí và nhiều lĩnh vực khác.

2. Nguồn gốc của máy tính điện tử đầu tiên

2.1 Máy tính điện tử đầu tiên ra đời năm nào? Ở đâu?

Vào khoảng năm 1943 - 1944, dưới sự hỗ trợ của chính phủ Hoa Kỳ, máy tính điện tử đầu tiên được phát minh bởi hai vị giáo sư tài giỏi của trường Kỹ thuật Điện Moore tại Đại học Pennsylvania. 

Năm 1945, máy tính điện tử đầu tiên được hoàn thành với chi phí khoảng 500.000 USD tương đương khoảng hơn 8 triệu USD (2023). 

Tuy nhiên, mãi đến ngày 15/02/1946 chính phủ Hoa kỳ mới tiết lộ cho công chúng biết sự ra đời của nó. Vào thời điểm đó, nó được các báo chí săn đón và ví như “bộ óc khổng lồ” của thế giới.

Tuy nhiên, cũng có nguồn thông tin cho rằng máy tính điện tử chuyên dụng đầu tiên có thể đã được phát minh bởi John Vincent Atanasoff, một nhà vật lý-toán học tại trường Cao đẳng Bang Iowa (nay là Đại học Bang Iowa), trong giai đoạn 1937–1942.

2.2 Ai là người phát minh ra máy tính điện tử đầu tiên?

Người phát minh ra máy tính điện tử đầu tiên là John Mauchly và J. Presper Eckert - hai vị giáo sư trường Đại học Pennsylvania, Mỹ. Họ hợp tác với nhau và cũng lãnh đạo một nhóm các kỹ sư cùng những nhân công khác để tạo ra thiết bị điện tử thông minh này.

Họ thực hiện dưới quyền của quân đội Hoa Kỳ bởi vì mục đích của việc chế tạo này chính là để phục vụ việc tính toán cho các đơn vị pháo binh trong thế chiến thứ 2. 

Tuy nó ra đời sau khi chiến tranh thế giới thứ 2 kết thúc, nhưng cuộc đua giành quyền tối cao vẫn tiếp tục diễn ra. Chính vì lẽ đó, nhiệm vụ đầu tiên nó phải thực hiện chính là “xây dựng một mô hình toán học giả định để xem tính khả thi của một vụ nổ nhiệt hạch khi kích hoạt siêu bom”.

2.3 Máy tính điện tử đầu tiên có tên là gì?

Máy tính điện tử đầu tiên có tên là ENIAC (viết tắt của Electronic Numerical Integrator and Calculator) tức là sự tích hợp giữa điện tử số với máy tính.

Có rất nhiều thông tin cho biết trước đó còn có một số máy tính điện tử khác được phát triển nhưng chúng có kích thước nhỏ hơn và chỉ có thể thực hiện các tính toán đơn giản hơn. 

Ví dụ như, máy tính kiểm soát bắn Mark 1 hay còn gọi là ASCC hoặc Harvard Mark 1 được chế tạo bởi Howard Aiken tại Đại học Harvard hoàn thành năm 1944 và máy tính Atanasoff-Berry computer (ABC) do John Atanasoff và Clifford Berry phát triển tại Đại học Iowa vào khoảng thập niên 1930 và 1940.

Tuy nhiên thì mãi đến ENIAC thì mới được xem là máy tính điện tử đầu tiên bởi sự hoàn chỉnh của nó đã thu hút sự quan tâm của toàn thế giới, mở đầu cho kỷ nguyên máy tính điện tử và đóng vai trò rất quan trọng trong việc phát triển các máy tính điện tử tiếp theo.

3. Giới thiệu máy tính điện tử đầu tiên trên thế giới - ENIAC

3.1 Thông số kỹ thuật của máy tính ENIAC 

Trước khi có những trước máy tính điện màn hình mỏng, nhẹ, dễ dàng cầm nắm như hiện nay thì với chiếc máy tính điện tử số đầu tiên ENIAC - được mệnh danh là máy tính kỹ thuật số khổng lồ, thông số kỹ thuật của máy cũng làm người ta bị choáng ngợp:

• Máy nặng đến 30 tấn, có kích thước tương đương với một ngôi nhà nhỏ 167m² cụ thể là dài 30 mét, rộng 2,4 mét và cao 2,7 mét.
• Công suất tiêu thụ 150kW điện năng
• Đồng thời, có cấu tạo phức tạp gồm gần 18.000 ống chân không với điện áp 150V DC và tần số 400Hz. Bên cạnh đó còn có 10.000 tụ điện, 7.200 đi-ốt tinh thể, 1.500 rơ le và 70.000 điện trở và khoảng 5 triệu mối hàn được thực hiện hoàn toàn bằng tay.

• Bởi nguồn điện cần quá lớn nên có lời đồn truyền lại rằng vào thời điểm đó, khi máy ENIAC được vận hành, điện của nhà mọi nhà dân trong thành phố Philadelphia đều bị chập chờn, gián đoạn.
• Ngoài ra, trong khoảng thời gian đầu, máy không có bộ nhớ đệm, do đó nó phải đọc lại các giá trị từ các thư viện bộ nhớ bên ngoài khi cần thiết. Mãi đến năm 1953, Burroughs Corporation sáng chế ra một bộ nhớ có lõi bằng từ và được thêm vào máy ENIAC.

3.2 Tốc độ xử lý của máy tính ENIAC

Tốc độ xử lý của ENIAC được đo bằng số lượng phép tính số học (operations) mà nó có thể thực hiện mỗi giây. Ước tính rằng nó có thể xử lý 5.000 phép tính số học đơn giản trong mỗi giây. Thậm chí, nếu họ hoạt động song song cùng lúc kết nối nhiều bộ tích điện thì tốc độ xử lý có thể tăng cao hơn rất nhiều.

Để có thể làm được điều đó chính là nhờ vào các kỹ thuật cải tiến, cụ thể là:

• Sử dụng hệ thống bộ đếm điện tử thay vì sử dụng các bộ đếm cơ học trước đây. Hơn nữa, còn trang bị một bộ nhớ tạm để lưu trữ dữ liệu tạm thời trong quá trình tính toán. Điều này giúp cho máy tính có thể truy cập dữ liệu nhanh hơn và tiết kiệm thời gian trong lúc chờ đợi dữ liệu từ bộ nhớ chính.
• ENIAC còn có 20 bộ tích luỹ, mỗi bộ sẽ chịu trách nhiệm xử lý một phần công việc, chúng kết nối với nhau theo cấu trúc song song cho phép hoạt động đồng thời để tăng tốc độ xử lý.
• Có thể ở xã hội công nghệ phát triển như ngày nay sẽ nhận thấy tốc độ xử lý này quá chậm nhưng so với các máy tính ở đương thời thì ENIAC chính là một bước tiến lớn trong công nghệ tính toán khi đó mang lại hiệu quả hơn rất nhiều so với việc tính toán bằng tay.

3.3 Máy tính điện tử đầu tiên có tính năng gì?

ENIAC có khả năng thực hiện các phép tính toán số học cơ bản bao gồm cộng, trừ, và đến 385 phép nhân, 40 phép chia, 3 phép tính căn bậc hai trong mỗi giây. Khả năng lưu trữ của nó khoảng 20 số. Nó có thể tính toán nhanh hơn nhiều so với các phương pháp tính toán thủ công truyền thống.

Ngay từ mục đích ban đầu, máy được sử dụng để tính toán các bảng số liệu liên quan để phục cho quân đội Hoa Kỳ như tính toán đường đạn và các phép tính liên quan đến vật lý hạt nhân nên tính năng vượt trội phải nhắc đến chính là máy dùng để tính toán các hoạt động phục vụ cho quân đội tuyến đầu.

3.4 Những cải tiến và phát triển của ENIAC

Vào ngày 9/11/1946, ENIAC đã tạm dừng hoạt động để cải tiến và nâng cấp lại các bộ phận của nó, bao gồm:

Nâng cấp tốc độ tính toán

Đầu tiên, để tăng tốc độ tính toán các kỹ sư đã tối ưu hóa mạch điện tử của máy tính. Tháng 03/1948, họ đã cải thiện bộ đếm bằng cách phân tích, tối ưu hoá các mạch điện tử và bộ chuyển đổi của máy giúp việc lập trình được thông qua đầu đọc từ các thẻ IBM tiêu chuẩn. 

Đồng thời, thay các bộ đếm và các phần tử điều khiển mới để bật và tắt máy thay cho cách khởi động máy thủ công để giảm thời gian chờ đợi, tăng tốc độ xử lý cũng như có thể xử lý các bài toán phức tạp hiệu quả hơn.

Kết quả là ENIAC ban đầu chỉ có thể tính toán khoảng 5.000 phép tính trên giây nhưng sau đó đạt tới 10.000 phép tính trên giây.

Tăng khả năng lưu trữ

Sau khi máy hoàn thành và đưa vào hoạt động, nhận thấy khả năng lưu trữ dữ liệu thấp, các kỹ sư để nhanh chóng tiến hành nâng cấp nó từ lưu trữ khoảng 20 số lên đến 1.000 số.

Thêm các thành phần và module mở rộng

ENIAC đã được mở rộng để bao gồm các thành phần và module mới, bao gồm các bộ nhớ chương trình, bộ lưu trữ ngoại vi, các thiết bị đầu vào và đầu ra, và một số module xử lý đặc biệt.

Thêm bộ chuyển số tốc độ cao

Đầu năm 1952, máy được thêm vào một bộ chuyển số tốc độ cao nhằm cải thiện tốc độ chuyển số. Bên cạnh đó, tháng 7/1953, bộ nhớ của máy được mở rộng thêm 100 từ, máy tính có thể biểu diễn số thập phân được mã hóa nhị phân.

3.5 Tầm quan trọng của máy tính điện tử đầu tiên

Sự ra đời của chiếc máy tính điện tử đầu tiên trên thế giới gây tiếng vang như ENIAC đánh dấu mốc cho sự chuyển giao công nghệ của nhân loại.

Trong lúc đương thời, người ta sử dụng ENIAC để tính toán và tạo ra bảng lượng gió cho các máy bay quân sự của Mỹ nhằm giảm thiểu thời gian thiết kế và sản xuất máy bay. 

Bên cạnh đó, máy đã được sử dụng để giải các bài toán khoa học và kỹ thuật phức tạp như tính toán quỹ đạo đạn của các vật thể trong không gian hoặc tính toán về sự phát triển của vũ trụ. Và đó cũng chính là bước tiến cho con đường trở thành người đầu tiên đặt chân lên mặt trăng - Neil Alden Armstrong.

Ngoài ra, sau khi ENIAC ngừng hoạt động thì một dự án nghiên cứu máy tính mới chính là EDVAC, phát triển dựa trên các kinh nghiệm thu được từ ENIAC và được thiết kế để trở thành một máy tính điện tử tối ưu hơn với kiến ​​trúc khác biệt.

Máy tính ENIAC đã chứng minh rằng tính toán điện tử có thể được thực hiện một cách hiệu quả. Nó cũng đã cung cấp cho nhóm nghiên cứu của EDVAC nhiều thông tin quý giá về cách xây dựng máy tính điện tử tốt hơn. Một số thành phần của ENIAC còn được tái sử dụng để phát triển EDVAC, đặc biệt là việc sử dụng bộ nhớ ổ đĩa thay vì bộ nhớ thủ công.

Chiếc máy tính đầu tiên này đã tác động mạnh mẽ đến con người vì chúng đã thay đổi hoàn toàn cách mà con người tính toán và xử lý thông tin. Nó đánh dấu cho sự bắt đầu của một thời đại mới với những cải tiến mới.

4. Tóm lược quá trình hình thành và phát triển của máy tính

• Vào thế kỷ thứ 19, các nhà toán học phát triển máy tính cơ học đầu tiên để tính toán nhưng vẫn chưa có nhiều sự quan tâm.
• Năm 1943-1944, chính phủ Hoa Kỳ cho tiến hành “Dự án PX” với sự xây dựng và thiết kế của 2 giáo sư trường kỹ thuật điện Moore của Đại học Pennsylvania sáng chế nên máy tính điện tử đại số (ENIAC) để phục vụ cho hoạt động quân sự.
• Năm 1946, các nhà khoa học và kỹ sư đã phát triển nhiều máy tính điện tử khác bao gồm UNIVAC. Giúp cải thiện tính năng tính toán, tốc độ và khả năng lưu trữ dữ liệu của máy tính.
• Năm 1954, máy tính xách tay IBM 650 của hãng IBM được giới thiệu
• Năm 1975, giới thiệu máy tính Altair 8080 (máy tính mini đầu tiên trên thế giới). 4/4/1975, Paul Allen và Bill Gates đã thành lập nên công ty phần mềm Microsoft.

• 1976-1977, hãng sản xuất máy tính xách tay bao gồm Apple đã cho ra mắt các sản phẩm như Apple I (1976), Apple II (1977).
• Năm 1994, người ta sử dụng máy tính để chơi game như Command & Conquer, Theme Park, Alone in the Dark 2, Little Big Adventure,...
• Năm 1999, người dùng bắt đầu sử dụng Wi-Fi.
• Năm 2006, Apple cho ra mắt MacBook Pro và iMac.
• Năm 2007, chiếc điện thoại iPhone đầu tiên ra đời với tính năng như một máy tính chuyên nghiệp.
• Năm 2010, Apple tung ra thị trường iPad và nhanh chóng chiếm lĩnh thị trường máy tính bảng.

Tính đến hiện tại, máy tính đã sở hữu các kỹ thuật tiên tiến như trí tuệ nhân tạo và máy học đang mở ra một tương lai tươi sáng cho ngành khoa học và công nghệ với những tiềm năng đáng kinh ngạc của chúng.

Có thể thấy máy tính điện tử đầu tiên ENIAC là một bước đột phá lớn trong lịch sử công nghệ thông tin và đã có tác động sâu sắc đến mọi khía cạnh của cuộc sống con người. Chúng ta không thể phủ nhận tầm quan trọng của máy tính trong việc thay đổi cách sống và làm việc, minh chứng cho điều này chính là sự phát triển mạnh mẽ của máy tính vẫn tiếp diễn đến ngày nay.