Sự ra đời của máy tính điện tử

Nhà vật lý John V. Atanasoff (với sự cộng tác của Clifford Berry) chính thức sáng tạo ra máy tính điện tử kỹ thuật số đầu tiên trong giai đoạn 1937-1942 lúc làm việc tại trường đại học của tiểu bang Iowa.

Máy tính Atanasoff-Berry (gọi là ABC) sử dụng kỹ thuật chuyển mạch kỹ thuật số hiện đại và đèn chân không như các mạch chuyển, thể hiện khái niệm số học nhị phân và mạch logic. Nó được chính thức công bố ngày 19 tháng 10 năm 1973 theo phán quyết của toà án Mỹ. Thẩm phán Earl R. Larson bác quyền sáng chế ENIAC của Eckert và Mauchly, và tuyên bố Atanasoff là nhà phát minh máy tính kỹ thuật số điện tử đầu tiên.

Cột mốc phát triển mạnh mẽ

Nhu cầu quân đội suốt thế chiến thứ II đã tạo ra một thúc đẩy lớn trong sự phát triển máy tính. Năm 1943 Tommy Flowers hoàn tất Colossus, máy tính phá mã bí mật của Anh dùng để giải mã các thông điệp bí mật của Đức. Thật không may sáng chế này không được công bố rộng rãi bởi vì thông tin vê Colossus được giữ bí mật nhiều năm sau chiến tranh.

Ngoài việc phá mật mã, các hệ thống được cần thiết để tính toán quỹ đạo các vũ khí và các nhiệm vụ khác trong quân đội. Năm 1946 John P. Eckert, John W. Mauchly và cộng sự của họ tại trường kỹ sư điện Moore thuộc đại học Pennsylvania cho ra máy tính điện tử cỡ lớn đầu tiên cho quân đội. Máy trở nên nổi tiếng với tên gọi ENIAC (The electrical numerical integrator and calculator). Nó hoạt động trên dãy số có 10 số và có thể nhân hai dãy số như vậy với tốc độ 300 tích số trong một giây bằng cách tìm giá trị mỗi tích từ bản phép nhân chứa trong bộ nhớ. ENIAC nhanh gấp 1000 lần hơn thế hệ máy rơ-le cơ điện tử trước đây. ENIAC sử dụng 18,000 đèn chân không, chiếm 1800 feet vuông (167 mét vuông) không gian, tiêu thụ 180,000Watt điện. Các thẻ đục lỗ (Punched card) có tác dụng như đầu vào và đầu ra; các thanh ghi (register) được xem như bộ cộng và cũng nơi lưu trữ đọc/ghi nhanh. Các tập lệnh khả thi để soạn chương trình cho sẵn được tạo ra nhờ dây dẫn cụ thể và mạch điều khiển dòng tính toán thông qua máy. Như vậy ENIAC phải được nối lại dây và mạch tùy theo từng chương trình. Mặc dù Eckert và Mauchly được cấp bằng sáng chế đầu tiên cho máy tính điện tử, sau đó nó mất hiệu lực và bằng sáng chế thuộc về John Atanasoff về sự sáng tạo ra máy tính Atanasoff-Berry.

Dòng thời gian quan trọng

Đầu năm 1945 nhà toán học John Von Neumann chứng minh rằng một máy tính có thể có kiến trúc vật lý cố định, đơn giản và có thể thực hiện bất kỳ sự tính toán nào một cách hiệu quả qua bộ điều khiển được lập trình chính xác mà không cần bất kỳ một thay đổi nào của phần cứng. Kỹ thuật chương trình được lưu trữ như là sáng kiến của Von Neumann trở thành nền tảng cho thế hệ máy tính kỹ thuật số tốc độ cao tương lai và được thừa nhận rộng rãi.

Năm 1947 thế hệ đầu của máy tính điện tử được lập trình hiện đại nắm bắt ưu thế của những cải tiến ra đời. Nhóm này bao gồm EDVAC và UNIVAC – những máy tính có thể thương mại đầu tiên. Những máy này dùng bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên (RAM) để chứa các phần của chương trình và dữ liệu cần thiết một cách nhanh chóng. Điển hình chúng được lập trình trực tiếp trên ngôn ngữ máy, mặc dù sự tiến bộ giữa năm 1950 được thực hiện trong vài khía cạnh của lập trình cao cấp. Phần nổi bật của thời kỳ này chính là UN1VAC (Universal automatic computer), máy tính đa năng đầu tiên được thiết kế cho sử dụng chữ và số. Điều này làm UNIVAC thành máy tiêu chuẩn cho kinh doanh, ngoài phục vụ cho khoa học và quân đội.