ENIAC, viết tắt của Electronic Numerical Integrator and Computer (Máy tính và Tích hợp Số Điện tử), là một cột mốc quan trọng trong lịch sử công nghệ, đánh dấu sự khởi đầu của kỷ nguyên máy tính điện tử. Mặc dù ra đời từ những năm 1940, ENIAC đã đặt nền móng cho những tiến bộ vượt bậc trong lĩnh vực máy tính mà chúng ta sử dụng ngày nay. Trái tim của ENIAC chính là hệ thống ống Eniac, hay còn gọi là ống chân không, đóng vai trò then chốt trong việc thực hiện các phép tính phức tạp.
Lịch Sử Phát Triển và Ứng Dụng Của ENIAC
ENIAC được phát minh bởi John Presper Eckert và John Mauchly tại Đại học Pennsylvania theo yêu cầu của Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Đạn đạo thuộc Quân đội Hoa Kỳ. Dự án bắt đầu vào năm 1943 và hoàn thành vào năm 1946. Mục tiêu ban đầu của ENIAC là giải quyết các bài toán tính toán quỹ đạo đạn đạo phức tạp một cách nhanh chóng và chính xác, góp phần vào nỗ lực chiến tranh của Hoa Kỳ trong Thế chiến II.
Mặc dù ENIAC không kịp hoàn thành trước khi chiến tranh kết thúc, nó vẫn đóng vai trò quan trọng trong việc tính toán các bảng tham số cho vũ khí mới, nghiên cứu về năng lượng hạt nhân và dự báo thời tiết. ENIAC tiếp tục hoạt động cho đến năm 1955, chứng minh giá trị và độ tin cậy của nó trong nhiều ứng dụng khoa học và kỹ thuật khác nhau.
Cấu Tạo và Nguyên Lý Hoạt Động Của Ống ENIAC
Điểm đặc biệt của ENIAC so với các máy tính cơ học trước đó là việc sử dụng hoàn toàn các linh kiện điện tử, đặc biệt là ống ENIAC (ống chân không). Vào thời điểm đó, bóng bán dẫn (transistor) chưa được phát minh, do đó ống ENIAC đóng vai trò là thành phần khuếch đại và chuyển mạch chính trong mạch điện tử của máy.
Mỗi ống ENIAC hoạt động dựa trên nguyên lý điều khiển dòng electron giữa các điện cực trong môi trường chân không. Cụ thể, một ống chân không bao gồm một catốt (cathode) phát ra electron khi được nung nóng, một lưới (grid) điều khiển dòng electron, và một anốt (anode) thu thập electron. Bằng cách thay đổi điện áp trên lưới, người ta có thể điều khiển dòng electron từ catốt đến anốt, từ đó thực hiện các chức năng khuếch đại hoặc chuyển mạch.
Việc sử dụng ống ENIAC cho phép máy tính thực hiện các phép tính nhanh hơn nhiều so với các máy tính cơ học sử dụng rơle. Tuy nhiên, ống ENIAC cũng có một số nhược điểm, bao gồm kích thước lớn, tiêu thụ điện năng cao và tuổi thọ tương đối ngắn.
Kích Thước, Công Suất và Chi Phí Của ENIAC
ENIAC là một cỗ máy khổng lồ, chiếm một diện tích khoảng 167 mét vuông và nặng hơn 30 tấn. Nó bao gồm gần 20.000 ống ENIAC (ống chân không), 1.500 rơle, 10.000 tụ điện và 70.000 điện trở. Hệ thống tiêu thụ khoảng 200 kilowatt điện, một con số rất lớn so với các thiết bị điện tử hiện đại. Chi phí xây dựng ENIAC vào khoảng 487.000 đô la Mỹ vào thời điểm đó, tương đương với hàng triệu đô la ngày nay.
Hình ảnh của ENIAC, cỗ máy tính điện tử đầu tiên, với hệ thống ống ENIAC đồ sộ và phức tạp
Ảnh Hưởng và Di Sản Của ENIAC
Mặc dù ENIAC đã trở nên lỗi thời sau sự ra đời của các máy tính sử dụng bóng bán dẫn (transistor) và vi mạch tích hợp, nó vẫn là một cột mốc quan trọng trong lịch sử máy tính. ENIAC chứng minh rằng máy tính điện tử có thể thực hiện các phép tính phức tạp một cách nhanh chóng và hiệu quả, mở đường cho sự phát triển của ngành công nghiệp máy tính hiện đại. Việc phát triển ống ENIAC (ống chân không) và các công nghệ liên quan đã tạo ra nền tảng cho sự ra đời của các thiết bị điện tử tiên tiến hơn, góp phần vào sự thay đổi sâu sắc của xã hội trong thế kỷ 20 và 21.
