Các nhà khoa học biết rằng họ đã tạo ra một thứ có thể làm thay đổi lịch sử, nhưng họ đã không biết làm thế nào để truyền đạt bước đột phá của mình tới công chúng. Bởi vậy, họ đã sơn các con số lên một vài bóng đèn và bắt “những mặt cầu mờ” hiển thị kết quả lên các bảng điều khiển của ENIAC. Từ đó về sau, trong tâm trí của mọi người, máy tính đã gắn chặt với những chiếc bóng đèn nhấp nháy, hào nhoáng.
Sự quảng cáo nho nhỏ này sau đó đã chứng tỏ rằng nó hoàn toàn phù hợp với tầm quan trọng của ENIAC. Trong tuần này, tại Trường Điện tử và Cơ khí Moore thuộc Trường ĐH Pennsylvania, người ta sẽ tổ chức lễ kỷ niệm 60 năm ngày ra đời của chiếc máy tính này.
Rất nhiều nhà sử học thừa nhận rằng đã có những chiếc máy tính khác còn ra đời sớm hơn ENIAC nhiều, thí dụ như chiếc Z3 ở Đức, chiếc Colossus ở Anh, hay chiếc Atanasoff-Berry Computer tại bang Iowa (Mỹ). Nhưng ENIAC đã làm được một việc quan trọng hơn nhiều: nó kích thích trí tưởng tượng của các nhà khoa học và giới công nghiệp.
Trong một vài năm, máy tính đã xâm nhập vào các trường đại học, các cơ quan thuộc chính phủ, ngân hàng và các công ty bảo hiểm. Một chiếc máy tính UNIVAC (tất nhiên là vẫn có những chiếc bóng đèn trang trí), được chế tạo bởi công ty do Eckert và Mauchly thành lập, đã dự báo được kết quả cuộc bầu cử tổng thống Mỹ vào năm 1952, trong khi một chiếc khác xuất hiện trong một bảng quảng cáo về một tiến bộ mới trong khoa học. Còn chiếc máy dò mật mã của người Anh, chiếc Colossus, đã trở nên nổi tiếng trong giới quân sự. Nhưng nó đã bị phá hủy sau Chiến tranh Thế giới thứ 2 và còn nằm trong vòng bí mật hàng chục năm sau đó.
So với những chiếc máy tính thực hiện các chức năng thực tiễn khác, ENIAC là một con chim lạc đàn theo khía cạnh kỹ thuật. Nó sử dụng một hệ thống thập phân 10 con số, chứ không phải là các hệ thống nhị phân bao gồm các con số 0 và 1 được gần như toàn bộ các máy tính sau này sử dụng, thậm chí ngay cả các hệ thống mà Eckert và Mauchly phát triển sau này. Các chương trình không thể lưu trữ trên ENIAC. Nó thực ra không sử dụng các phân nhánh điều kiện, các câu lệnh if/then tạo nên nền móng của việc lập trình hiện đại. Và trong thực tế, cũng chỉ có duy nhất một hệ thống ENIAC được chế tạo ra.
Ông Jay Forrester, giáo sư Viện Công nghệ Massachusetts và cũng là một trong những kiến trúc sư máy tính hàng đầu của thế kỷ trước, chỉ trích: “Nó (ENIAC) là một thứ quái dị. Nó nhanh chóng bị những chiếc máy đa năng khác qua mặt. Ngày nay, trong những chiếc máy tính hiện đại chẳng còn gì giống với nó nữa, ngoại trừ dòng điện”.
Nhưng những người ủng hộ ENIAC thì đáp lại bằng một thực tế không thể chối cãi: Nó đã hoạt động. Cho tới khi bị sét đánh hỏng vào năm 1955, ENIAC đã thực hiện các bài toán liên quan tới việc phát triển bom H và các dự án quân sự khác. Giáo sư Irving Brainerd của ĐH Pennsylvania thậm chí đã có lần ước tính rằng trong suốt 80.223 giờ hoạt động của ENIAC, nó đã xử lý được nhiều phép tính hơn so với tổng số các phép tính mà loài người đã thực hiện kể từ thời cổ đại.
Trong một bức thư điện tử, ông Harry Huskey, một trong những kỹ sư chế tạo ENIAC và hiện đã 90 tuổi, nói: “Một số người, đánh giá theo tốc độ thay thế các bóng điện tử trong những chiếc đài phát thanh, nói rằng chiếc máy tính này không thể chạy trong vòng 5 phút. Tuy nhiên, tất cả các bóng điện tử đã được chạy thử trong vòng 100 giờ, bởi thế đó không phải là một vấn đề”.
Một vài đối thủ cạnh tranh với ENIAC, thí dụ như ABC và Z3, có tốc độ chậm hơn nhiều và chỉ có thể xử lý những bài toán nhỏ. Thậm chí đã xuất hiện một cuộc tranh cãi về việc liệu ABC, vốn mới chỉ xử lý các phép tính trong các cuộc trình diễn, đã được hoàn thành hay chưa. Và rốt cuộc, kinh nghiệm của các nhà phát minh ra những chiếc máy đó đã trở thành một giai thoại về cái tôi của các nhà khoa học.
Đánh bại người Đức
| Hệ thống UNIVAC, được công ty do Eckert và Mauchly thành lập chế tạo. |
Nguồn gốc của ENIAC và những hệ thống cùng thời với nó bắt nguồn từ Chiến tranh Thế giới thứ 2. Các đơn vị pháo binh sử dụng các bảng đạn đạo để giúp họ dự đoán đường đi của các quả đạn mà họ bắn ra. Tuy nhiên, do việc tính toán lại rất đa dạng - góc nòng súng, điều kiện địa hình và các yếu tố khác - nên nó đã trở thành một công việc rất mệt óc.
Để có thể vẽ ra được một đường đạn (trong số vài trăm đường) bằng một chiếc máy tính cầm tay sẽ phải mất khoảng 40 giờ, và thậm chí ngay cả khi sử dụng các thiết bị cơ khí điện tử như Differential Analyzer do Vannevar Bush thiết kế cũng phải mất tới 30 phút. Ông Mitchell Marcus, một giáo sư về khoa học máy tính tại ĐH Pennsylvania cho biết, các bảng đạn đạo chỉ có một giá trị chiến thuật hạn chế.
Cùng lúc đó, các học viện cũng tìm cách tìm ra những phương thức để tăng tốc độ các máy cơ khí điện tử và giảm thiểu các lỗi do kẹt chốt hay các cơ cấu chuyển động kém. Vào năm 1937, giáo sư John Atanasoff ở bang Iowa (Mỹ) đã phác trên một tờ giấy ăn những ý tưởng về một chiếc hộp sử dụng điện có thể giải quyết các biểu thức qua phép toán nhị phân.
Với sự trợ giúp từ nghiên cứu sinh Clifford Berry và một số trợ cấp nghiên cứu nho nhỏ, ông Atanasoff đã chế tạo một mẫu máy tính ABC và đã đưa nó ra trình diễn vào tháng 10-1939. Và một phiên bản tiên tiến hơn, bao gồm 300 bóng đèn điện tử và phải mất tới vài giây để xử lý một bài toán, đã được chế tạo vào năm 1941. Chiếc máy tính này đã hoạt động, nhưng chiến tranh bùng nổ đã buộc cả Atanasoff và Berry phải bỏ dở nó và tham gia vào các dự án quốc phòng cấp bách hơn.
Còn ông Mauchly, một giáo sư vật lý thuộc trường ĐH Ursinius, thì lại nghiên cứu về một ngành khoa học hoàn toàn khác: nghiên cứu các phương pháp nhằm nâng cao độ chính xác của việc dự báo thời tiết với một thiết bị tương tự có tên là máy phân tích điều hòa. GS Atanasoff đã tham dự một buổi thuyết trình của ông Mauchly vào tháng 12-1940 và sau đó cả hai người đã bắt đầu trao đổi và thảo luận về tiềm năng của những chiếc máy tính điện tử.
Và sự nghiệp của GS Mauchly đã chuyển sang một hướng khác. Ám ảnh bởi điện tử, GS Mauchly đã tham gia vào một khóa học tại trường Moore do ông Eckert giảng dạy. Đến cuối năm 1941, GS Mauchly dạy ở trường ĐH Penn và thảo luận các ý tưởng về máy tính với Eckert.
Hai người có những kỹ năng bổ sung cho nhau. GS Mauchly là một chuyên gia về vật lý và toán học, nhưng ban đầu ông không coi trọng ngành cơ khí. Còn ông Eckert, là một nhà kỹ thuật bẩm sinh. Khi mới 14 tuổi, ông đã lắp ráp một hệ thống liên lạc nội bộ trong tòa nhà của bố ông, và sau đó Công ty Điện báo và điện thoại Connecticut đã mua lại hệ thống này.
Ông Michael Williams, giáo sư sử học danh dự thuộc trường ĐH Calgary và là chủ tịch Viện Kỹ thuật Điện và Điện tử đánh giá: “Ông Eckert là một kỹ sư điện tử thiên tài. Ông là một trong những nhà thiết kế tài giỏi nhất của thế kỷ 20”. Theo ông, khi đó ông Mauchly đã có thể hình dung ra chiếc máy sẽ làm việc như thế nào.
Những ý tưởng trở thành hiện thực
GS Mauchly đã trình bày những hình dung của mình trong một bản ghi nhớ dài năm trang giấy có tên là “Công dụng của các thiết bị đèn chân không trong tính toán”. Những ý tưởng này đã bị chuyển qua lại giữa các cơ quan chính phủ, trường đại học và cuối cùng đã hình thành nên hợp đồng số W-670-ORD-4926. Theo thỏa thuận được ký ngày 5-6-1945 này, ĐH Pennsylvania sẽ khảo sát về triển vọng của một chiếc máy phân tích vi phân điện tử cho Cục Hậu cần Quân đội Mỹ.
| NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA ENIAC Trung tâm của ENIAC là một thiết bị có tên là bộ đếm vòng, bao gồm 10 bóng chân không trong một vòng tròn. Một số “5” sẽ được thể hiện bởi một dao động tại bóng số 5. Nếu một người cộng thêm 9 vào, dao động sẽ được chuyển sang bóng số 4, trong khi bóng đầu tiên trong một vòng tròn thứ hai, thể hiện số 10, sẽ nhận được một dao động. Mười bộ đếm vòng được đặt trong mỗi thanh ghi, và có thể lưu trữ các số lên tới 10 tỷ trừ 1 (9,999,999,999) hoặc xuống tới âm 10 tỷ trừ 1. Khi một thanh ghi đạt mức tối đa của nó, một xung sẽ được gửi qua dây dẫn tới một vòng tiếp theo, tiếp tục quá trình. Tổng cộng, ENIAC chứa 20 thanh ghi trải khắp 40 máng được nối mạng với nhau qua một bảng phích cắm. Dữ liệu được lưu theo các xung trong các ống thủy ngân 5 chân. |
Công việc dự kiến sẽ kéo dài sáu tháng với một khoản chi phí 61.700 USD, một sự đánh giá vô cùng sai lầm. Mọi thứ nhanh chóng cạn kiệt, cả thời gian lẫn tiền bạc. Phải mất tới hai năm rưỡi, ENIAC mới được đưa ra thử nghiệm nội bộ vào tháng 11-1945, với chi phí tổng cộng lên tới 487.000 USD. Tuy nhiên, bất chấp sự chậm trễ về tiến độ và bội chi về tiền bạc, đây vẫn là một kỳ quan khoa học.
Sáu kỹ thuật viên chịu trách nhiệm chính về việc nhập các biểu thức toán học và các hàm số lập trình. Do chỉ được coi là một phần của công việc văn phòng, nên các hàm và biểu thức này đã được đưa vào bởi các nhân viên nữ, như thông lệ thời đó.
Bà Kathryn Kleiman, một luật sư của hãng McLeod, Watkinson and Miller và là một đại biểu của Ủy ban về phụ nữ với tin học thuộc Hiệp hội máy tính nói: “Họ là những lập trình viên đầu tiên nhưng đã không nhận được sự công nhận mà họ đáng được hưởng”.
Một trong những thách thức lớn nhất lúc đó là làm sao để ngăn ngừa không để các bóng chân không bị nổ. Do các bóng này có thể sẽ phải dao động tới 100.000 lần/giây và chiếc máy có vô số các bóng đèn này nên nguy cơ bóng đèn nổ diễn ra liên tục. Ông Williams cho biết, GS Eckert đã giải quyết vấn đề bằng cách để các bóng đèn dưới giới hạn của chúng và thiết kế hệ thống để có thể hoạt động dưới “những điều kiện xấu nhất của xấu nhất”.
Các nhà khoa học cũng đã phải đối mặt với một mối lo ngại khác không phức tạp về công nghệ nhưng không kém phần quan trọng: chống chuột. Trong một buổi phỏng vấn vào năm 1989, ông Eckert nói: “Chúng tôi biết rằng chuột có thể gặm mất lớp cách điện của dây điện, bởi vậy chúng tôi đã lấy mẫu tất cả các loại dây điện hiện có khi đó đưa vào trong một chiếc lồng chứa vài con chuột để xem loại cách điện nào mà chúng không thích. Sau đó chúng tôi đã sử dụng loại dây điện đó”.
| Hai tác giả sáng chế ra ENIAC, |
Cuối cùng, ENIAC đã thực hiện cuộc thử nghiệm hoàn chỉnh đầu tiên của mình vào tháng 11-1945, khi các bài toán từ sản phẩm bom H được nạp vào. Vào ngày 14-2-1946, trường Moore đã mời các quan chức quân đội, các giáo sư trường ĐH Pennsylvania và một số nhà khoa học được lựa chọn từ khắp nước Mỹ tới tham dự một buổi trình diễn. Trái ngược với các giai thoại phổ biến, các bóng đèn ở TP Philadelphia không bị tối đi và các sĩ quan cũng chẳng giơ tay chào chiếc máy.
Và cũng ngược với các giai thoại, phần lớn người dân chẳng quan tâm tới chiếc máy tính này. Mặc dù trường Moore ngay lập tức đã nhận được các yêu cầu thông tin từ các trường ĐH và các nhà nghiên cứu khác, nhưng công chúng hầu như phớt lờ nó, bất chấp các bài báo được đăng trên trang nhất. Tất nhiên, tình trạng đã sẽ thay đổi cùng với thời gian.
Ông Arthur Burks, một trong những kỹ sư đầu tiên viết: “Những người hiểu biết thường có những dự báo tuyệt vời, nhưng ngay cả những dự báo tuyệt vời nhất cũng không thể bắt kịp thực tế sẽ xảy ra trong những năm tiếp theo".
