Tìm hiểu tất tần tật về ENIAC - “Kỳ quan” máy tính điện tử đầu tiên của thế giới

Trong lịch sử phát triển của công nghệ, những bước tiến lớn luôn gắn liền với những phát minh đột phá, và ENIAC chính là một trong những cột mốc quan trọng đánh dấu sự ra đời của máy tính điện tử đầu tiên trên thế giới. Vậy ENIAC có gì? Hãy cùng FPT Shop khám phá tất tần tật về "kỳ quan" máy tính điện tử đầu tiên này trong bài viết dưới đây!

ENIAC là gì?

ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) là máy tính điện tử kỹ thuật số đầu tiên có thể lập trình và sử dụng cho mọi mục đích. Là một máy tính hoàn chỉnh theo mô hình Turing, ENIAC có khả năng giải quyết rất nhiều bài toán phức tạp thông qua việc lập trình lại. Đây là một bước đột phá trong sự phát triển của công nghệ máy tính, mở ra những khả năng tính toán vô cùng mạnh mẽ mà trước đó chưa từng có.

Lịch sử hình thành và phát triển ENIAC

ENIAC được thiết kế bởi John W. Mauchly và J. Presper Eckert, hai kỹ sư tài năng đến từ Đại học Pennsylvania. Họ đã bắt đầu công việc nghiên cứu và phát triển ENIAC từ năm 1943, dưới sự tài trợ của Quân đội Hoa Kỳ. Dự án được thực hiện trong một không gian bí mật và đòi hỏi sự đổi mới về cả phần cứng và phần mềm để có thể đạt được những khả năng tính toán vượt trội.

ENIAC được hoàn thành vào năm 1945 và bắt đầu hoạt động thực tế vào ngày 10 tháng 12 năm 1945. Sau khi hoàn thiện, máy tính này đã được công chúng biết đến rộng rãi, đặc biệt là khi chính thức được đặt tại Đại học Pennsylvania vào ngày 15 tháng 2 năm 1946. Đây là thời điểm mà ENIAC được gọi là "Bộ não khổng lồ", đánh dấu một kỷ nguyên mới trong lịch sử phát triển công nghệ máy tính.

ENIAC hiện đang được trưng bày tại Viện Smithsonian ở Washington D.C. Vào năm 1996, Bưu chính Hoa Kỳ đã phát hành một con tem đặc biệt nhân dịp kỷ niệm 50 năm ngày ra đời của ENIAC.

Đặc điểm và thông số kỹ thuật của ENIAC

• Trọng lượng: 27 tấn
• Kích thước: 2,4m x 0,9m x 30m
• Diện tích chiếm dụng: 167 m²

ENIAC có cấu trúc rất phức tạp với hơn 17.000 bóng bán dẫn, 7.200 bóng đèn điện tử và gần 5 triệu mối hàn. Máy có khả năng xử lý 385 phép nhân mỗi giây và tiêu thụ 150 KW điện. Một số người đồn đại rằng khi ENIAC được bật lên, tất cả đèn điện ở Philadelphia đều bị chập chờn.

Do đó, một trong những đặc điểm nổi bật của ENIAC là tốc độ tính toán vượt trội so với các thiết bị cơ học trước đó. Máy tính này có khả năng thực hiện các phép toán nhanh gấp hàng nghìn lần so với các máy tính cơ điện, giúp tiết kiệm hàng nghìn giờ làm việc của con người. Với khả năng lập trình lại, ENIAC có thể giải quyết hàng loạt bài toán phức tạp mà không cần phải thay đổi cấu trúc phần cứng.

ENIAC hoạt động như thế nào?

ENIAC hoạt động dựa trên nguyên lý bộ đếm vòng, trung tâm của hệ thống gồm 10 bóng chân không, được đánh số giống như các phím trên bàn phím số của máy tính. Khi số 5 được nhập vào, nó sẽ tạo ra một dao động tại bóng số 5. Nếu ta cộng thêm 7 vào, tổng sẽ là 12, lúc này dao động sẽ di chuyển đến bóng số 2, và tạo ra một dao động mới tại bóng số 1 trong vòng lặp tiếp theo. Máy tính này có tổng cộng 40 thanh ghi, được chia thành 20 nhóm và kết nối với nhau, nghĩa là mỗi thanh ghi có thể giao tiếp với bất kỳ thanh ghi nào trong mạng.

Chu kỳ vận hành của ENIAC

ENIAC có chu kỳ cơ bản là 200 micro giây (tương đương 20 chu kỳ của đồng hồ 100 kHz), hoặc 5.000 chu kỳ mỗi giây khi xử lý các số có 10 chữ số. Trong một chu kỳ này, ENIAC có thể thực hiện các thao tác như ghi một số vào thanh ghi, đọc số từ thanh ghi, hoặc thực hiện phép cộng/trừ giữa hai số.

Phép nhân

Việc nhân một số có 10 chữ số với một chữ số d (d tối đa là 10) sẽ mất d + 4 chu kỳ. Do đó, một phép nhân giữa 10 và 10 chữ số sẽ mất 14 chu kỳ, tương đương với 2.800 micro giây, tức là tốc độ 357 phép nhân mỗi giây. Nếu một trong các số có ít hơn 10 chữ số, phép tính sẽ nhanh hơn.

Phép chia và căn bậc hai

Cả phép chia và căn bậc hai mất 13(d + 1) chu kỳ, trong đó d là số chữ số trong kết quả (thương hoặc căn bậc hai). Vì vậy, một phép chia hoặc căn bậc hai cần đến 143 chu kỳ, tương đương với 28.600 micro giây, hoặc tốc độ 35 phép mỗi giây. Nếu kết quả có ít hơn 10 chữ số, thao tác sẽ được thực hiện nhanh hơn.

Những cải tiến đáng kể trên ENIAC

• Năm 1947: Cơ chế lập trình ban đầu của máy đã được thay đổi, chuyển từ việc lưu trữ chương trình dưới dạng ROM sang sử dụng các công tắc để lập trình.
• Tháng 3 năm 1948: Bộ chuyển đổi đầu đọc từ các thẻ IBM tiêu chuẩn đã được thay thế cho bộ chuyển đổi cũ nhằm tăng tốc độ lập trình. Ngoài ra, một bảng thanh ghi cho bộ nhớ và bộ điều khiển bật/tắt máy tính cũng đã được tích hợp sau khi ENIAC được chuyển đến Aberdeen.
• Tháng 4 năm 1948: ENIAC lần đầu tiên được vận hành theo nguyên lý của một máy tính lưu trữ với một chương trình hoàn toàn mới. Thay đổi này giúp giảm thời gian lập trình từ hàng ngày xuống chỉ còn vài giờ. Tuy nhiên, một vấn đề vẫn tồn tại: mặc dù các cải tiến đã được thực hiện, hầu hết các phép tính vẫn bị ảnh hưởng bởi các vấn đề về I/O.
• Tối ngày 2 tháng 10 năm 1955: ENIAC chính thức dừng hoạt động.

Vai trò và tầm ảnh hưởng của ENIAC

ENIAC là bệ phóng cho nhiều phát minh công nghệ tiên tiến, một trong những thành tựu đáng chú ý là chương trình Apollo và cuộc đổ bộ lên Mặt Trăng của NASA. Ngoài ra, trong y học, ENIAC hỗ trợ tạo ra các mô phỏng số học và nghiên cứu dược phẩm. Và trong ngành công nghiệp, máy tính này mở ra tiềm năng tự động hóa quy trình sản xuất.

Những sự thật thú vị về ENIAC

1. Vào tháng 2/1946, J. Presper Eckert và John Mauchly giới thiệu hệ thống ENIAC. Mặc dù nhận ra đây là một phát minh lịch sử, song họ không biết cách giới thiệu nó với công chúng. Để làm điều này, họ đã sơn số lên các bóng đèn, từ đó những ánh sáng động, rực rỡ lại thường được người dân liên tưởng đến máy điện toán.
2. Đội ngũ lập trình viên đầu tiên của ENIAC là phụ nữ. 6 nữ lập trình viên tài năng đã viết các chương trình phức tạp để điều khiển "bộ não khổng lồ" ENIAC. Họ là những người tiên phong, góp phần đặt nền tảng cho sự phát triển của ngành lập trình máy tính trong tương lai.
3. Chỉ có một hệ thống ENIAC được xây dựng và cho đến hiện nay, không còn bất kỳ thành phần nào của ENIAC còn tồn tại trong các hệ thống máy tính hiện đại, ngoại trừ nguồn điện.
4. ENIAC ban đầu được thiết kế để phục vụ quân đội Mỹ trong Chiến tranh Thế giới thứ hai. Tuy nhiên, dự án bị trễ so với kế hoạch và hoàn thành sau khi chiến tranh kết thúc. Sau đó, ENIAC được chuyển sang phục vụ nghiên cứu khoa học, đặc biệt trong lĩnh vực phát triển bom hydro.

Tạm kết

Mặc dù chính thức ngừng hoạt động vào ngày 2/10/1955, ENIAC vẫn được coi là một trong những phát minh vĩ đại nhất của thế kỷ 20, đánh dấu sự khởi đầu của kỷ nguyên máy tính và công nghệ thông tin, mở ra một chương mới cho nhân loại.

Và nếu bạn đang tìm kiếm một chiếc máy tính mạnh mẽ, hiện đại để tiếp nối hành trình sáng tạo của mình, đừng quên ghé thăm FPT Shop để khám phá các mẫu PC chất lượng, đáp ứng mọi nhu cầu công việc và giải trí. Tham khảo ngay tại đây nhé!

PC giá tốt

Xem thêm:

• Siêu máy tính là gì? Sức mạnh tính toán vượt trội, ứng dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực
• Khám phá lịch sử máy tính cá nhân đầu tiên và xu hướng phát triển PC trong những năm gần đây