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.
Bài viết này sẽ tập trung vào giai đoạn phát triển công nghệ thông tin từ năm 1940 - 1970, kế thừa và phát triển lên từ những mầm mống sơ khai về CNTT như máy phân tích, máy dệt tự động dùng thẻ đục lỗ đã được chế tạo ra trước đó.
Hình 1. Sự phát triển của Công nghệ thông tin từ 1940 -1970
1. ENIAC - Người khổng lồ mở đầu kỷ nguyên máy tính
ENIAC, viết tắt của cụm từ "Electronic Numerical Integrator and Computer" (tạm dịch: Máy tính và Tích hợp Số điện tử), chính là máy tính điện tử đầu tiên trên thế giới. Sự ra đời của nó vào năm 1945 đã tạo nên một cuộc cách mạng trong lĩnh vực tính toán và mở ra kỷ nguyên máy tính đầy hứa hẹn.
ENIAC được phát triển trong thời kỳ Thế chiến thứ hai, với mục đích ban đầu là tính toán bảng bắn cho pháo binh của quân đội Hoa Kỳ. Cha đẻ của sáng chế này là hai nhà khoa học tài năng, John Mauchly và J. Presper Eckert, là những người đã thiết kế và chế tạo ra ENIAC tại trường Đại học Pennsylvania.
Với kích thước thân máy khổng lồ, ENIAC là một cỗ máy đồ sộ, chiếm diện tích lên đến 167 mét vuông và nặng khoảng 27 tấn. Tuy nhiên, sức mạnh tính toán của ENIAC vẫn còn hạn chế so với máy tính hiện đại dù kích thước của nó lớn như vậy. Nhưng dù sao ENIAC cũng là một đột phá vào thời điểm đó khi nó nhanh hơn gấp 1000 lần so với các máy tính cơ học trước đây.
Hình 2. Máy tính ENIAC khổng lồ
Để chế tạo ra ENIAC, hai nhà khoa học phải sử dụng khoảng 17.468 bóng đèn điện tử chân không, cùng với các linh kiện điện tử khác như điện trở, tụ điện và rơ le. Cùng với đó là, việc lập trình ENIAC rất khó khăn và tốn thời gian vô cùng. Các lập trình viên phải sử dụng dây nối và công tắc để thiết lập các mạch điện, tương tự như cách vận hành của tổng đài điện thoại.
ENIAC là tiền đề cho sự phát triển của các máy tính điện tử khác, góp phần to lớn vào sự tiến bộ của công nghệ thông tin. Nó được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau, từ tính toán quỹ đạo tên lửa đến dự báo thời tiết và nghiên cứu năng lượng nguyên tử. ENIAC là biểu tượng của sự đột phát, là minh chứng cho sức sáng tạo và khả năng đột phá của con người trong lĩnh vực khoa học và công nghệ.
Ngày nay, ENIAC được trưng bày tại Bảo tàng Quốc gia Lịch sử Hoa Kỳ, như một di sản công nghệ quý giá và là lời nhắc nhở về những bước tiến vĩ đại của nhân loại trong hành trình chinh phục thế giới kỹ thuật số.
2. Bóng bán dẫn - Bước ngoặt của lịch sử công nghệ (1947)
Bóng bán dẫn là một thiết bị điện tử đóng vai trò nền tảng trong hầu hết các thiết bị điện tử hiện đại. Phát minh ra bóng bán dẫn vào năm 1947 đánh dấu một bước ngoặt quan trọng trong lịch sử công nghệ, mở ra kỷ nguyên thu nhỏ, tăng hiệu suất và giảm chi phí cho các thiết bị điện tử. Bài viết này sẽ đi sâu vào hành trình phát triển của bóng bán dẫn, từ những ý tưởng khởi đầu đến những bước đột phá và sự bùng nổ trong ứng dụng.
Hạt giống cho sự ra đời của bóng bán dẫn được gieo mầm từ những phát minh trước đó. Năm 1874, Heinrich Rudolf Hertz khám phá ra hiệu ứng quang điện, đặt nền tảng cho sự hiểu biết về mối quan hệ giữa ánh sáng và điện. Năm 1906, Lee De Forest phát minh ra ống ba cực, tiền thân của bóng bán dẫn, mở ra khả năng khuếch đại tín hiệu điện tử. Hơn 2 thập kỷ sau, vào năm 1927, Julius Edgar Lilienfeld đề xuất ý tưởng về transistor hiệu ứng trường, tuy nhiên không thể chế tạo thành công do những hạn chế về kỹ thuật thời bấy giờ.
Hình 3. Bóng bán dẫn - Bước ngoặt của lịch sử công nghệ
Năm 1947, tại phòng thí nghiệm Bell Labs (Mỹ), William Shockley, John Bardeen và Walter Brattain đã đạt được thành công vang dội khi chế tạo thành công transistor tiếp điểm - sự kiện đánh dấu sự ra đời của bóng bán dẫn hiện đại. Phát minh này dựa trên nguyên tắc sử dụng hai tiếp điểm kim loại trên một miếng bán dẫn để điều khiển dòng điện, mang lại kích thước nhỏ gọn và hiệu suất cao hơn so với các ống chân không cồng kềnh trước đây.
Chỉ một năm sau, Shockley tiếp tục phát triển transistor lớp chuyển tiếp, khắc phục nhược điểm của transistor tiếp điểm và đặt nền tảng cho sự phát triển mạnh mẽ của bóng bán dẫn trong những thập kỷ tiếp theo.
- 1951: Jack Kilby tại Texas Instruments chế tạo thành công mạch tích hợp (IC) đầu tiên, tích hợp nhiều transistor trên một miếng bán dẫn nhỏ, mở đường cho sự thu nhỏ kích thước và tăng hiệu suất của các thiết bị điện tử.
- 1954: Reginald "Reg" Brookhouse tại Texas Instruments phát minh ra transistor germanium đầu tiên sản xuất hàng loạt, đưa bóng bán dẫn vào ứng dụng thực tế rộng rãi.
- 1955: Shockley, Bardeen và Brattain được trao giải Nobel Vật lý cho phát minh ra transistor, ghi nhận những đóng góp to lớn của họ cho sự phát triển của công nghệ.
Sự ra đời của bóng bán dẫn là một trong những phát minh quan trọng nhất trong lịch sử nhân loại, đóng vai trò nền tảng cho sự phát triển của các thiết bị điện tử hiện đại, từ máy tính, điện thoại thông minh đến thiết bị y tế, xe hơi, v.v. Nhờ những ưu điểm vượt trội về kích thước, hiệu suất và chi phí, bóng bán dẫn đã và đang tiếp tục thúc đẩy sự đổi mới trong mọi lĩnh vực của đời sống, góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống con người.
3. FORTRAN - Ngôn ngữ lập trình tiên phong (1957)
Năm 1957, John Backus cùng nhóm nghiên cứu của ông tại IBM đã cho ra đời FORTRAN (viết tắt của "Formula Translation" - dịch thuật công thức), đánh dấu một bước ngoặt lớn trong lịch sử lập trình.
Hình 4. Ngôn ngữ lập trình FORTRAN
Trước FORTRAN, việc lập trình máy tính chủ yếu sử dụng ngôn ngữ máy phức tạp, gây khó khăn cho các nhà khoa học và kỹ sư. Việc FORTRAN ra đời nhằm đơn giản hóa quá trình lập trình, cho phép họ tập trung vào giải quyết vấn đề thay vì loay hoay với mã máy.
FORTRAN được phát triển với mục đích ban đầu là sử dụng cho máy tính IBM 704, với mục tiêu tăng hiệu quả lập trình và khai thác tối đa sức mạnh của máy tính này. Ngôn ngữ lập trình FORTRAN sử dụng cú pháp gần gũi với ngôn ngữ toán học, giúp các nhà khoa học dễ dàng viết và hiểu code hơn.
FORTRAN được thiết kế để xử lý các phép tính số học phức tạp, lý tưởng cho các ứng dụng khoa học và kỹ thuật. Để có thể vận hàng với hiệu suất cao, FORTRAN tạo ra mã máy hiệu quả, cho phép chương trình chạy nhanh và tiết kiệm tài nguyên máy tính.
Sau khi ra đời, FORTRAN nhanh chóng trở thành ngôn ngữ lập trình được ưa chuộng trong cộng đồng khoa học và kỹ thuật, được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như vật lý, hóa học, khí tượng học và kỹ thuật hàng không. Đồng thời ngôn ngữ lập trình này đã đặt nền móng cho sự phát triển của nhiều ngôn ngữ lập trình cấp cao khác, như ALGOL, COBOL và BASIC.
4. Sự ra đời và phát triển của COBOL, Pascal và Lisp (1950s)
Thập niên 1950 là giai đoạn bùng nổ của ngành công nghệ thông tin với sự xuất hiện của nhiều ngôn ngữ lập trình mới, chúng là những ngôn ngữ lập trình tiên phong đã đóng vai trò nền tảng quan trọng trong việc định hình ngành công nghệ thông tin ngày nay.
- COBOL (Common Business-Oriented Language): Ra đời vào năm 1959, COBOL được thiết kế dành riêng cho các ứng dụng kinh doanh với cú pháp dễ hiểu, tập trung vào xử lý dữ liệu và quản lý thông tin. COBOL nhanh chóng trở thành ngôn ngữ thống trị trong lĩnh vực kinh doanh và tài chính, góp phần thúc đẩy tự động hóa quy trình và nâng cao hiệu quả hoạt động.
Hình 5. Ngôn ngữ lập trình COBOL
- Pascal: Được phát minh bởi Niklaus Wirth vào năm 1971, Pascal là ngôn ngữ lập trình mang tính giáo dục cao với cú pháp rõ ràng, logic và dễ học. Pascal chú trọng vào tính an toàn và hiệu quả, giúp lập trình viên viết ra code dễ hiểu, dễ bảo trì và ít lỗi. Nhờ những ưu điểm này, Pascal được sử dụng rộng rãi trong giảng dạy lập trình và phát triển phần mềm khoa học.
Hình 6. Ngôn ngữ lập trình PASCAL
- LISP: Ra đời vào năm 1958, Lisp là ngôn ngữ lập trình bậc cao đầu tiên, sử dụng phương thức lập trình hàm và danh sách linh hoạt. Lisp được các nhà khoa học máy tính ưa chuộng bởi khả năng xử lý biểu tượng mạnh mẽ, mở ra tiềm năng to lớn trong lĩnh vực trí tuệ nhân tạo và xử lý ngôn ngữ tự nhiên.
Hình 7. Ngôn ngữ lập trình LISP
COBOL, Pascal và Lisp là những ngôn ngữ lập trình tiên phong đã đóng vai trò nền tảng quan trọng trong việc định hình ngành công nghệ thông tin ngày nay. Chúng là những viên gạch đầu tiên để “làm móng” của các ngôn ngữ lập trình hiện đại, truyền cảm hứng cho sự phát triển của nhiều ngôn ngữ lập trình phổ biến hiện nay như C, Java, Python, v.v. Chúng đã mở rộng khả năng lập trình, nâng cao tính an toàn và hiệu quả, đồng thời đặt nền tảng cho sự phát triển của các ngôn ngữ lập trình hiện đại.
Xem thêm: 5 Giai Đoạn Phát Triển Của Công Nghệ Thông Tin: Mầm Mống Sơ Khai (Phần 1)
5. Algol 60 và Simula - Đột phá ngôn ngữ lập trình (1960s)
Sự ra đời và phát triển của Algol 60 và Simula là những bước tiến đột phá trong lĩnh vực lập trình, đặt nền móng cho các khái niệm lập trình cấu trúc và lập trình hướng đối tượng, đóng vai trò then chốt trong việc định hình ngành công nghệ thông tin hiện đại.
Thập niên 1960 đánh dấu sự ra đời của hai ngôn ngữ lập trình mang tính đột phá:
Được phát triển vào năm 1960 bởi một nhóm các nhà khoa học máy tính quốc tế, Algol 60 là ngôn ngữ lập trình bậc cao đầu tiên giới thiệu các khái niệm lập trình cấu trúc như khối lệnh, phạm vi biến và đệ quy. Algol 60 đề cao tính logic, rõ ràng và dễ đọc, giúp lập trình viên viết ra code dễ hiểu, dễ bảo trì và ít lỗi.
Nhờ những ưu điểm này, Algol 60 đã trở thành ngôn ngữ học thuật tiêu chuẩn trong nhiều năm và ảnh hưởng sâu sắc đến sự phát triển của các ngôn ngữ lập trình sau này như C, Pascal và Java.
Hình 8. Một trong những bảng quy định của ngôn ngữ lập trình Algol 60
Ra đời vào năm 1967, Simula là ngôn ngữ lập trình đầu tiên được thiết kế đặc biệt để lập trình với khái niệm về đối tượng. Nó giới thiệu các khái niệm then chốt của lập trình hướng đối tượng như lớp, đối tượng, phương thức và kế thừa.
Simula cho phép lập trình viên mô phỏng các hệ thống thực tế bằng cách chia nhỏ chúng thành các đối tượng tương tác với nhau, đặt nền tảng cho sự phát triển của các ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng phổ biến hiện nay như C++, Java và Python.
Algol 60 và Simula đã đóng vai trò tiên phong trong việc định hình ngành công nghệ thông tin với những đóng góp to lớn, chúng đã giới thiệu các khái niệm lập trình quan trọng giúp lập trình viên viết ra code logic, rõ ràng, dễ hiểu và dễ bảo trì, đồng thời mở ra khả năng mô phỏng các hệ thống phức tạp một cách hiệu quả.
Hình 9. Cha đẻ của ngôn ngữ lập trình SIMULA
Algol 60 và Simula là bước đột phá về ngôn ngữ lập trình để thúc đẩy sự phát triển của các ngôn ngữ lập trình hiện đại. Chúng ảnh hưởng sâu sắc đến sự phát triển của nhiều ngôn ngữ lập trình phổ biến hiện nay, góp phần định hình cách thức lập trình và xây dựng phần mềm trong thời đại ngày nay.
Sự ra đời và phát triển của Algol 60 và Simula là những bước tiến đột phá trong lĩnh vực lập trình, đặt nền móng cho các khái niệm lập trình cấu trúc và lập trình hướng đối tượng, đóng vai trò then chốt trong việc định hình ngành công nghệ thông tin hiện đại. Nhờ những đóng góp to lớn này, Algol 60 và Simula sẽ luôn được ghi nhớ như những cột mốc quan trọng trong lịch sử phát triển phần mềm.
6. Sự bùng nổ của kỷ nguyên CNTT với Máy tính mainframe
Máy tính mainframe là những gã khổng lồ tiên phong trong ngành công nghệ thông tin, góp phần đặt nền móng cho sự phát triển của các thiết bị điện tử thông minh và ứng dụng phần mềm đa dạng ngày nay. Mặc dù vai trò của mainframe trong thời đại máy tính cá nhân và đám mây đang dần thay đổi, nhưng những đóng góp to lớn của chúng trong lịch sử sẽ luôn được ghi nhớ.
Vào năm 1951, Máy tính UNIVAC I (Universal Automatic Computer I) được giới thiệu, là máy tính thương mại đầu tiên trên thế giới. UNIVAC I nổi tiếng với khả năng tính toán chính xác và tốc độ xử lý nhanh chóng, được sử dụng cho nhiều ứng dụng quan trọng như dự báo thời tiết, tính toán quỹ đạo tên lửa và kiểm tra bầu cử.
Hình 10. Máy tính UNIVAC I
Ngay trong thập niên 1950 và 1960, các nhà sản xuất máy tính lớn như IBM, UNIVAC, NCR và CDC đã liên tục cải tiến công nghệ của họ, chế tạo ra nhiều thế hệ máy tính mainframe mới với kích thước nhỏ gọn hơn, hiệu suất cao hơn và khả năng lưu trữ dữ liệu lớn hơn so với ENIAC và UNIVAC I khởi nguồn.
Những năm kế tiếp của thập niên 1970, sự ra đời của mạch tích hợp (IC) đã góp phần thúc đẩy sự phát triển mạnh mẽ của máy tính mainframe. Kích thước máy được thu nhỏ đi rất nhiều, hiệu suất vận hàng cũng được tăng cao và giá thành giảm xuống chỉ còn rất thấp. Điều này giúp máy tính mainframe trở nên phổ biến hơn nhiều trong các doanh nghiệp và tổ chức đại trà.
Máy tính mainframe là bước đột phát, mở ra một kỷ nguyên bùng nổ của ngành Công nghệ thông tin toàn cầu, đóng vai trò tiên phong trong việc đặt nền móng cho ngành công nghệ thông tin với những đóng góp to lớn. Với khả năng xử lý lượng dữ liệu khổng lồ một cách nhanh chóng và chính xác, chúng đáp ứng được các nhu cầu phức tạp của người dùng thời điểm đó. Ngoài ra, các loại máy tính mainframe là nền móng thử nghiệm và phát triển nhiều công nghệ tiên tiến như hệ điều hành, hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu, mạng máy tính và bảo mật thông tin.
Xem thêm: 5 Giai Đoạn Phát Triển Của Công Nghệ Thông Tin: Sự Bùng Nổ (Phần 3)
Giai đoạn những năm 1940 - 1970 là giai đoạn nảy mầm cho sự phát triển của CNTT với những phát minh quan trọng như máy tính ENIAC, bóng bán dẫn hay các ngôn ngữ lập trình, và sau cùng là sự đột phá công nghệ của các thế hệ máy tính mainframe. 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.