Sự phát triển của Công nghệ thông tin (CNTT) hay IT (Information Technology) đóng vai trò quan trọng trong đời sống hiện đại, góp phần thúc đẩy sự phát triển kinh tế, xã hội và thay đổi cách con người làm việc, học tập và giải trí. Tuy nhiên, để hiểu rõ về CNTT hơn, chúng ta hãy nhìn lại quá trình phát triển của nó qua từng thời kỳ nhé. 

Hình 1. Sự phát triển của Công nghệ thông tin trước những năm 1940

Thuật ngữ "công nghệ thông tin" xuất hiện lần đầu vào năm 1958 trong bài viết xuất bản tại tạp chí Harvard Business Review. Hai tác giả của bài viết, Leavitt và Whisler đã bình luận: "Công nghệ mới này chưa có một tên riêng. Chúng ta sẽ gọi là công nghệ thông tin (information technology - IT)."

Bài viết này sẽ tập trung vào giai đoạn đầu tiên khi mà những mầm mống sơ khai về CNTT bắt đầu xuất hiện, trước những năm 1940, khi những nền tảng ban đầu cho máy tính và hệ thống thông tin được đặt ra.

1. Máy tính cơ học đầu tiên - Pascaline

Năm 1642, nhà toán học và nhà triết học người Pháp Blaise Pascal, khi mới 19 tuổi, đã chế tạo ra chiếc máy tính cơ học đầu tiên gọi là Pascaline. Cha của Pascal, Etienne, là một nhà thu thuế, và Pascal nhận thấy rằng việc tính toán thuế bằng tay rất tốn thời gian và dễ mắc sai sót. Do đó, ông đã phát minh ra Pascaline để hỗ trợ cha mình trong công việc.

Pascaline có kích thước khoảng 30 cm x 8 cm và nặng khoảng 7 kg. Máy tính này được thiết kế với 8 bánh răng quay, mỗi bánh răng có 10 số từ 0 đến 9. Người sử dụng nhập số bằng cách quay các bánh răng đến số mong muốn, sau đó thực hiện phép tính bằng cách xoay một trục tay. Pascaline có thể thực hiện các phép tính cộng, trừ, nhân và chia cơ bản.

Hình 2. Máy tính cơ học đầu tiên - Pascaline

Pascaline là một bước tiến quan trọng trong lịch sử CNTT, đánh dấu sự ra đời của máy tính cơ học đầu tiên. Máy tính này đã giúp giải quyết các bài toán phức tạp một cách nhanh chóng và chính xác hơn so với phương pháp tính toán bằng tay, góp phần thúc đẩy sự phát triển của khoa học và kỹ thuật. Pascaline cũng mở ra tiềm năng to lớn cho việc tự động hóa các phép tính, đặt nền tảng cho sự ra đời của máy tính điện tử hiện đại.

Mặc dù Pascaline là một phát minh đột phá, nhưng nó vẫn có một số hạn chế. Máy tính này chỉ có thể thực hiện các phép tính cơ bản và khá cồng kềnh để sử dụng. Do đó, Pascaline chỉ được sử dụng bởi một số ít người, chủ yếu là các nhà khoa học và nhà toán học. Chỉ sau đó một thời gian ngắn, Máy tính Leibnitz được phát minh bởi Gottfried Wilhelm Leibniz vào năm 1673, máy tính này có thể thực hiện các phép tính phức tạp hơn Pascaline thô sơ này.

2. Máy dệt tự động và thẻ đục lỗ

Năm 1801, nhà phát minh người Pháp Joseph Marie Jacquard phát minh ra máy dệt sử dụng thẻ đục lỗ để tự động dệt hoa văn phức tạp lên vải. Máy dệt Jacquard hoạt động dựa trên nguyên tắc đọc thông tin từ các lỗ được đục trên thẻ, điều khiển các kim dệt để tạo ra các hoa văn mong muốn. Đây là một ví dụ điển hình cho việc sử dụng thẻ đục lỗ để lưu trữ và xử lý thông tin, đặt nền tảng cho mô hình máy tính sử dụng thẻ đục lỗ sau này.

Máy dệt Jacquard sử dụng thẻ đục lỗ để lưu trữ thông tin về hoa văn cần dệt. Mỗi thẻ đục lỗ tương ứng với một hàng hoa văn, và các lỗ trên thẻ được đục theo vị trí của các kim dệt cần được nâng lên hoặc hạ xuống. Đây là một ví dụ điển hình cho việc sử dụng thẻ đục lỗ để lưu trữ và xử lý thông tin.

Hình 3. Máy dệt tự động sử dụng thẻ đục lỗ Jacquard

Máy dệt Jacquard là một ví dụ điển hình cho việc tự động hóa quy trình sản xuất. Máy dệt này có thể hoạt động tự động, giúp giảm thiểu sự tham gia của con người và nâng cao hiệu quả sản xuất. Ý tưởng về tự động hóa này sau này được áp dụng cho nhiều lĩnh vực khác, góp phần thúc đẩy sự phát triển của khoa học kỹ thuật và xã hội.

Máy dệt Jacquard và thẻ đục lỗ đã đặt nền tảng cho sự phát triển của máy tính điện tử. Việc sử dụng thẻ đục lỗ để lưu trữ và xử lý thông tin, cùng với khái niệm lập trình và tự động hóa, đã truyền cảm hứng cho các nhà phát minh và kỹ sư trong việc sáng tạo ra các máy tính điện tử đầu tiên.

3. Ý tưởng về "Máy phân tích" - Tiền thân của máy tính hiện đại

Babbage đã dành nhiều năm để nghiên cứu và thiết kế Máy phân tích, nhưng do những hạn chế về công nghệ thời bấy giờ, ông không thể hoàn thành việc chế tạo máy tính này. Tuy nhiên, Babbage đã ghi chép lại chi tiết thiết kế và hoạt động của Máy phân tích, và những ghi chép này đã truyền cảm hứng cho các thế hệ kỹ sư và nhà khoa học sau này.

Năm 1822, nhà toán học và nhà khoa học người Anh Charles Babbage đề xuất ý tưởng về "Máy phân tích" (Analytical Engine), một cỗ máy tính cơ học có khả năng lập trình. Ý tưởng này được nhen nhóm từ những nghiên cứu của Babbage về máy tính Difference Engine, một cỗ máy được thiết kế để tính toán bảng số. 

Hình 4. Ý tưởng về máy phân tích Babbage

Babbage nhận ra rằng Difference Engine có thể được mở rộng để thực hiện các phép tính phức tạp hơn và thậm chí có thể lập trình để thực hiện các tác vụ khác nhau. Mặc dù Babbage không thể hoàn thành việc chế tạo Máy phân tích (Analytical Engine) do những hạn chế về công nghệ thời bấy giờ, nhưng ý tưởng của ông được xem là tiền thân của máy tính hiện đại và đặt nền tảng cho sự phát triển của khoa học máy tính.

Máy phân tích được thiết kế với cấu trúc phức tạp, bao gồm nhiều bộ phận cơ học và điện tử. Máy tính này có thể thực hiện các phép tính cộng, trừ, nhân, chia, logarit, lũy thừa và căn bậc hai. Máy phân tích cũng có thể lưu trữ dữ liệu trên thẻ đục lỗ và có khả năng thực hiện các chương trình logic đơn giản.

Hình 5. Ý tưởng về máy phân tích Babbage

Sau Babbage, nhiều nhà khoa học và kỹ sư khác đã tiếp tục nghiên cứu và phát triển máy tính dựa trên ý tưởng của ông. Một số máy tính nổi tiếng được phát triển sau Máy phân tích bao gồm:

• Máy tính Z1: Được phát minh bởi Konrad Zuse vào năm 1938, đây là máy tính cơ học đầu tiên có khả năng lập trình hoàn toàn.
• Máy tính Colossus: Được phát minh bởi các nhà khoa học Anh trong Thế chiến II, đây là máy tính điện tử đầu tiên được sử dụng để giải mã mật mã của quân đội Đức.

Xem thêm: 5 Giai Đoạn Phát Triển Của Công Nghệ Thông Tin: Sự Nảy Mầm (Phần 2)

Giai đoạn trước năm 1940 là giai đoạn khởi đầu cho sự phát triển của CNTT với những phát minh quan trọng như máy tính cơ học Pascaline, máy dệt tự động Jacquard và ý tưởng về Máy phân tích của Babbage. Những phát minh này đã đặt nền tảng cho sự ra đời của máy tính điện tử và hệ thống thông tin hiện đại, góp phần thúc đẩy sự phát triển của CNTT trong những thập kỷ tiếp theo.

Follow HR1Tech để đọc tiếp những phần khác của series công nghệ thú vị này nhé.