Thời bộ nhớ máy tính được phụ nữ xâu tay


Ngày nay, các nguyên mẫu của công nghệ máy tính thuở sơ khai trông cồng kềnh và thô sơ đến kỳ lạ.Trong số những hình ảnh hay được chia sẻ trên mạng xã hội về thời kỳ này, phải kể đến một chiếc hộp lớn cỡ chiếc tủ đang được nâng lên khoang chở hàng trên chuyến bay của hãng Pan American Airways. Đoạn chú thích đi kèm xác định đó là mẫu IBM 305 RAMAC – ổ đĩa cứng thương mại đầu tiên trên thế giới, được phát triển vào năm 1957 và chỉ có dung lượng tối đa 5 megabyte (MB).

Trong những ngày đầu của nền công nghiệp điện toán, dung lượng lưu trữ của bộ nhớ là vô cùng khiêm tốn do công nghệ lạc hậu. Hệ thống máy tính điện tử đầu tiên trên thế giới đã được Quân đội Mỹ phát triển trong thời Đệ nhị Thế chiến để tính toán lịch trình bắn pháo và sử dụng các ống chân không cho mục đích lưu trữ dữ liệu. Kỹ sư John Presper Eckert (1919 – 1995) sau đó đã phát minh ra một thiết bị phức tạp hơn, tận dụng loại ống thủy tinh đổ đầy thủy ngân và tinh thể thạch anh, cho khả năng lưu trữ tới vài trăm ngàn bit (1 Byte = 8 bit, 1 megabyte = 1000 byte). Đó thực sự là bước tiến vượt bậc so với công nghệ bộ nhớ thuở ban đầu.

Một đơn vị bộ nhớ lõi từ với dung lượng 128 byte. Ảnh: Konstantin Lanzet/Wikimedia Commons.

Một đơn vị bộ nhớ lõi từ với dung lượng 128 byte. Ảnh: Konstantin Lanzet/Wikimedia Commons.

Đến cuối thập niên 1940, Frederick W. Viehe (không rõ năm sinh/năm mất) – nhà phát minh không chuyên đến từ TP. Los Angles, tiểu bang California – đã nộp đơn xin cấp bằng sáng chế cho một loại bộ nhớ mới, sử dụng các biến áp (transformer) nhỏ để lưu dữ liệu. Ý tưởng này đã được cải tiến đáng kể bởi nhà vật lý Vương An (1920 – 1990) tại Harvard, và sau đó là Jay Forrester (1918 – 2016) cùng Jan A. Rajchman (1911 – 1989) của Viện Kỹ nghệ Điện & Điện tử (IEEE) vào đầu những năm 1950, dẫn đến sự ra đời và phổ biến của bộ nhớ lõi từ (magnetic core memory). Đây chính là công nghệ bộ nhớ đầu tiên cho sự ổn định, tức không làm mất dữ liệu trong trường hợp mất điện. Nhờ đó, nó đã được sử dụng rộng rãi trên các máy tính Whirlwind của Hải quân Hoa Kỳ để theo dõi máy bay trong thời gian thực.

Bộ nhớ lõi từ có cấu tạo bao gồm những vòng đệm (donut) nhỏ làm bằng vật liệu ferrite, được xâu thành chuỗi trên dây điện. Mỗi chiếc vòng có thể lưu trữ một bit, và giá trị của bit theo hệ nhị phân (0 hoặc 1) được xác định bởi hướng từ thông (magnetic flux) của chúng. Các dây điện được xỏ qua lỗ trên vòng có thể vừa nhận biết (đọc) vừa thay đổi (ghi) độ từ hóa của lõi.

Một thẻ microSD dung lượng 8GB đặt trên một đơn vị bộ nhớ lõi từ 8 byte. Ảnh: Daniel Sancho/Wikimedia Commons.

Một thẻ microSD dung lượng 8GB đặt trên một đơn vị bộ nhớ lõi từ 8 byte. Ảnh: Daniel Sancho/Wikimedia Commons.

Công nghệ bộ nhớ lõi từ này đã thống trị suốt hai thập kỷ đầu của thời Chiến tranh Lạnh. Tuy nhiên, việc sản xuất nó lại là một nhiệm vụ hết sức phức tạp, đòi hỏi sự khéo léo và tinh xảo. Các lõi cực kỳ nhỏ và cần được xâu dây qua bằng những bàn tay vững chắc, với sự trợ giúp của kính lúp. Giai đoạn sau, khi kích thước các lõi ngày càng bị thu hẹp, nhiều kỹ sư còn nói vui rằng chúng được tạo ra bằng cách đục lỗ trên thế hệ lõi trước.

Giống như nghề dệt may và phần lớn các hoạt động thủ công khác có lịch sử gắn với người phụ nữ, công việc xâu bộ nhớ lõi cũng được giao cho phái yếu. Trong những sứ mệnh vũ trụ đầu tiên bằng phi thuyền Apollo, phần mềm trên máy tính Apollo Guidance Computer đã được “cài” thủ công lên một bộ lưu trữ mật độ cao mang tên “core rope memory” (bộ nhớ xâu lõi), tương tự như bộ nhớ lõi từ. Để chế tạo bộ nhớ, NASA đã thuê nhiều phụ nữ lành nghề trong lĩnh vực dệt may, cũng như từ Công ty Waltham Watch Company (chuyên chế tạo đồng hồ), bởi công việc này đòi hỏi sự chính xác cực cao khi thao tác với các lõi từ bằng kim. Các công nhân được bố trí ngồi đối diện nhau trên những chiếc bàn dài, xỏ dây điện qua lại theo một ma trận bao gồm các lỗ xâu vô cùng nhỏ bé, mỗi lỗ như vậy sẽ chứa một hạt lõi từ tính. Một lõi có dây xâu qua sẽ biểu diễn cho giá trị “1”, ngược lại là “0”.

Một phụ nữ đang xâu các bộ phận của bộ nhớ trên máy tính Apollo Guidance Computer. Ảnh: Wikimedia Commons.

Một phụ nữ đang xâu các bộ phận của bộ nhớ trên máy tính Apollo Guidance Computer. Ảnh: Wikimedia Commons.

Bộ nhớ xâu lõi còn có tên gọi khác là “LOL memory”, trong đó LOL là từ viết tắt của “Little Old Ladies” (những quý bà bé nhỏ), người đã lắp ráp nên nó. Hoạt động giám sát sản xuất được thực hiện bởi các “rope mother” (mother là từ chỉ bà mẹ) nhưng thường là đàn ông. Tuy nhiên, sếp của “rope mothers” lại là một phụ nữ có tên Margaret Hamilton.

Margaret Hamilton (1936) nguyên là giám đốc Bộ phận Kỹ thuật phần mềm của Phòng thí nghiệm MIT Instrumentation Laboratory (chuyên về thiết bị). Chính bà đã phát triển phần mềm điều khiển bay trên phi thuyền Apollo trong các sứ mệnh của NASA. Một trong những đóng góp quan trọng nhất của Hamilton đối với chương trình Apollo là bà đã tìm ra cách giúp máy tính tự xử lý lỗi khi gặp sự cố. Trong thập niên 1960, không có nhiều hướng dẫn chuẩn hóa cho cách viết, diễn dịch và kiểm thử các phần mềm phức tạp. Mặc dù vậy. phần mềm trên phi thuyền Apollo đã không mắc phải lỗi nào đáng kể. Vấn đề ở đây thực ra là do con người.

Margaret Hamilton đứng bên chồng giấy ghi lại đoạn mã của phần mềm điều hướng mà nhóm của bà tại MIT đã phát triển cho chương trình Apollo. Ảnh: Wikimedia Commons.

Margaret Hamilton đứng bên chồng giấy ghi lại đoạn mã của phần mềm điều hướng mà nhóm của bà tại MIT đã phát triển cho chương trình Apollo. Ảnh: Wikimedia Commons.

Trong quá trình tàu Apollo 11 hạ cánh, các phi hành gia đã vô tình để radar theo dõi tiếp cận (rendezvous radar) trong chế độ bật, khiến máy tính bị quá tải. Hamilton vốn đã lường trước về tình huống khẩn cấp như vậy, cho nên bà đã tìm cách tích hợp lên máy tính Lunar Module một cơ chế phát hiện và sửa lỗi, cho phép nó ngưng thực hiện các nhiệm vụ không quan trọng khi quá tải để tập trung vào điều khiển hệ thống lái hạ độ cao.

Nếu máy tính không thể nhận ra vấn đề và thực hiện tác vụ khôi phục, khả năng hạ cánh thành công của phi thuyền Apollo 11 trên Mặt trăng sẽ là một dấu hỏi lớn”, Hamilton đã viết như vậy trong thư gửi Giám đốc Bộ phận Lập trình Máy tính điều khiển bay của Apollo.

Hiện tại, Quỹ Khoa học Quốc gia Florida đang cung cấp một hướng dẫn mang tính tương tác cao và sinh động trên mạng cho những ai muốn tìm hiểu về cách thức của bộ nhớ lõi từ.

Đường link: https://nationalmaglab.org/education/magnet-academy/watch-play/interactive/magnetic-core-memory-tutorial

Hải Đăng (Theo Amusing Planet) – Khoahocphattrien.vn

Thank you so much

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Change )

Google photo

You are commenting using your Google account. Log Out /  Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Change )

Connecting to %s