Maurice Wilkes

1.1. Sinh ra và Gia đình

Maurice Vincent Wilkes sinh ngày 26 tháng 6 năm 1913 tại Dudley, Worcestershire, Anh. Ông là con một của bà Ellen (Helen) Malone (1885-1968) và ông Vincent Joseph Wilkes (1887-1971), một thư ký kế toán tại điền trang của Bá tước Dudley.

1.2. Tuổi thơ và Giáo dục

Wilkes lớn lên ở Stourbridge, West Midlands. Ông theo học tại King Edward VI College, Stourbridge. Trong những năm học phổ thông, ông đã được giáo viên hóa học của mình giới thiệu về radio nghiệp dư, khơi dậy niềm yêu thích ban đầu đối với điện tử và công nghệ.

2.1. Thời gian tại Đại học Cambridge

Từ năm 1931 đến 1934, ông theo học Mathematical Tripos tại St John's College, Cambridge. Năm 1936, ông hoàn thành bằng Tiến sĩ vật lý với đề tài nghiên cứu về sự truyền sóng vô tuyến rất dài trong tầng điện ly. Sau đó, ông được bổ nhiệm vào vị trí giảng viên cấp thấp tại Đại học Cambridge, và thông qua vị trí này, ông đã tham gia vào việc thành lập một phòng thí nghiệm máy tính.

2.2. Phục vụ trong Thế chiến II

Trong Thế chiến II, Wilkes được gọi nhập ngũ và phục vụ trong quân đội. Ông đã làm việc về radar tại Telecommunications Research Establishment (Telecommunications Research Establishment_TRE^English) và tham gia vào nghiên cứu tác chiến. Những kinh nghiệm này đã cung cấp cho ông kiến thức thực tiễn quý giá về điện tử và tính toán.

3.1. Giám đốc Phòng thí nghiệm Toán học

Năm 1945, Wilkes được bổ nhiệm làm giám đốc thứ hai của Phòng thí nghiệm Toán học Đại học Cambridge (sau này đổi tên thành Phòng thí nghiệm Máy tính). Ban đầu, phòng thí nghiệm này có nhiều thiết bị tính toán khác nhau, bao gồm cả một máy phân tích vi phân. Một sự kiện quan trọng đã định hình hướng đi của ông: Leslie Comrie đã cho Wilkes mượn một bản mô tả sơ bộ của John von Neumann về EDVAC, một cỗ máy kế nhiệm ENIAC đang được J. Presper Eckert và John Mauchly xây dựng tại Moore School of Electrical Engineering. Do không có phương tiện sao chụp, Wilkes đã phải đọc bản thảo này suốt đêm. Ông ngay lập tức nhận ra rằng tài liệu này mô tả thiết kế logic của các máy tính tương lai và ông muốn tham gia vào việc thiết kế và xây dựng những cỗ máy như vậy.

Vào tháng 8 năm 1946, Wilkes đã đi tàu đến Hoa Kỳ để tham gia các bài giảng tại Moore School, nhưng do nhiều sự chậm trễ trong chuyến đi, ông chỉ có thể tham dự hai tuần cuối cùng. Trong chuyến trở về Anh kéo dài năm ngày, Wilkes đã phác thảo chi tiết cấu trúc logic của cỗ máy mà sau này trở thành EDSAC.

3.2. Cách tiếp cận Thực tiễn với Máy tính

Vì phòng thí nghiệm của ông có nguồn tài trợ riêng, Wilkes có thể ngay lập tức bắt tay vào xây dựng một cỗ máy nhỏ gọn và thực tiễn, đó là EDSAC (viết tắt của "Electronic Delay Storage Automatic Calculator"). Ông quyết định rằng nhiệm vụ của mình không phải là phát minh ra một chiếc máy tính tốt hơn, mà chỉ đơn giản là tạo ra một cỗ máy có sẵn để phục vụ trường đại học. Do đó, cách tiếp cận của ông mang tính thực dụng một cách kiên định. Ông chỉ sử dụng các phương pháp đã được chứng minh để xây dựng từng phần của máy tính. Mặc dù chiếc máy tính này chậm hơn và nhỏ hơn so với các máy tính đương thời khác đang được lên kế hoạch, nhưng EDSAC là chiếc máy tính chương trình lưu trữ thứ hai trên thế giới được hoàn thành và vận hành thành công từ tháng 5 năm 1949, trước cả EDVAC lớn hơn và phức tạp hơn rất nhiều.

4.1. Thiết kế và Chế tạo EDSAC

EDSAC là một trong những thành tựu nổi bật nhất của Wilkes. Đây là một trong những máy tính chương trình lưu trữ thực tế đầu tiên trên thế giới, được vận hành thành công từ tháng 5 năm 1949. Mặc dù Manchester Small-Scale Experimental Machine (Manchester Baby) đã hoàn thành trước đó một chút như một máy thử nghiệm, EDSAC là máy tính thực tiễn và hoàn chỉnh hơn. EDSAC sử dụng đường trễ thủy ngân làm bộ nhớ chính, và mặc dù điều này làm cho nó có kích thước nhỏ gọn hơn và sử dụng ít ống chân không hơn so với các máy tính khác như ENIAC, nó vẫn là một cỗ máy mạnh mẽ về mặt chức năng.

Năm 1950, cùng với David Wheeler, Wilkes đã sử dụng EDSAC để giải một phương trình vi phân liên quan đến tần số alen trong một bài báo của Ronald Fisher. Đây là lần đầu tiên một máy tính được sử dụng để giải quyết một vấn đề trong lĩnh vực sinh học.

4.2. Khái niệm Vi lập trình (Microprogramming)

Năm 1951, Wilkes đã phát triển khái niệm vi lập trình từ nhận thức rằng bộ xử lý trung tâm của một máy tính có thể được điều khiển bởi một chương trình máy tính thu nhỏ, chuyên biệt cao trong bộ nhớ chỉ đọc (Read-only memory_ROM^English) tốc độ cao. Khái niệm này đã đơn giản hóa đáng kể quá trình phát triển CPU. Vi lập trình lần đầu tiên được mô tả tại Hội nghị Khai mạc Máy tính của Đại học Manchester vào năm 1951, sau đó được mở rộng và xuất bản trên tạp chí IEEE Spectrum_{Tạp chí IEEE Spectrum}^English vào năm 1955.

4.3. EDSAC 2 và Máy tính Titan

Khái niệm vi lập trình đã được triển khai lần đầu tiên trong EDSAC 2, một cỗ máy cũng sử dụng nhiều "lát bit" giống hệt nhau để đơn giản hóa thiết kế. Các cụm ống có thể hoán đổi, thay thế được sử dụng cho mỗi bit của bộ xử lý, một thiết kế rất tiên tiến vào thời điểm đó.

Máy tính tiếp theo cho phòng thí nghiệm của ông là Titan, một dự án liên doanh với Ferranti Ltd bắt đầu vào năm 1963. Titan cuối cùng đã hỗ trợ hệ thống chia sẻ thời gian đầu tiên của Vương quốc Anh, được lấy cảm hứng từ Compatible Time-Sharing System (Compatible Time-Sharing System_CTSS^English). Hệ thống này cung cấp quyền truy cập rộng rãi hơn vào các tài nguyên máy tính trong trường đại học, bao gồm cả hệ thống đồ họa chia sẻ thời gian cho thiết kế có sự hỗ trợ của máy tính (Computer-aided design_CAD^English) cơ khí. Một tính năng thiết kế đáng chú ý của hệ điều hành Titan là nó cung cấp quyền truy cập được kiểm soát dựa trên danh tính của chương trình, cũng như hoặc thay vì, danh tính của người dùng. Nó đã giới thiệu hệ thống mã hóa mật khẩu được sử dụng sau này bởi Unix. Hệ thống lập trình của nó cũng có một hệ thống kiểm soát phiên bản sớm.

4.4. Khái niệm Lập trình và Công nghệ Mạng

Wilkes cũng được ghi nhận với ý tưởng về nhãn tượng trưng, macro và thư viện chương trình con. Đây là những phát triển cơ bản đã làm cho việc lập trình trở nên dễ dàng hơn nhiều và mở đường cho các ngôn ngữ lập trình cấp cao. Sau này, Wilkes đã làm việc trên một hệ thống chia sẻ thời gian ban đầu (nay được gọi là hệ điều hành đa người dùng) và điện toán phân tán. Đến cuối những năm 1960, Wilkes cũng quan tâm đến bảo mật dựa trên khả năng, và phòng thí nghiệm đã lắp ráp một máy tính độc đáo, máy tính CAP Cambridge.

Năm 1974, Wilkes đã tìm hiểu một mạng dữ liệu của Thụy Sĩ (tại Hasler AG) sử dụng cấu trúc liên kết vòng để phân bổ thời gian trên mạng. Phòng thí nghiệm ban đầu đã sử dụng một nguyên mẫu để chia sẻ các thiết bị ngoại vi. Cuối cùng, các quan hệ đối tác thương mại đã được hình thành, và công nghệ tương tự đã trở nên phổ biến rộng rãi ở Vương quốc Anh.

5.1. Các Giải thưởng Chính

Wilkes đã nhận được nhiều danh hiệu và giải thưởng danh giá trong suốt sự nghiệp của mình, bao gồm:

• Ông được phong tước Hiệp sĩ (Knight Bachelor_{Hiệp sĩ}^English) vào danh sách Vinh danh Năm mới 2000.
• Ông là thành viên sáng lập của Hội Máy tính Anh (British Computer Society_BCS^English) và là chủ tịch đầu tiên của hội (1957-1960).
• Năm 1956, ông được bầu làm Hội viên Hội Hoàng gia Luân Đôn (Fellow of the Royal Society_{Hội viên Hội Hoàng gia Luân Đôn}^English).
• Năm 1967, ông được trao Giải Turing (Turing Award_{Giải Turing}^English) với lời trích dẫn: "Giáo sư Wilkes được biết đến nhiều nhất với tư cách là người xây dựng và thiết kế EDSAC, máy tính đầu tiên có chương trình được lưu trữ nội bộ. Được xây dựng vào năm 1949, EDSAC đã sử dụng bộ nhớ đường trễ thủy ngân. Ông cũng được biết đến là tác giả, cùng với David Wheeler và Stanley Gill, của một tập sách về Preparation of Programs for Electronic Digital Computers vào năm 1951, trong đó các thư viện chương trình đã được giới thiệu một cách hiệu quả."
• Năm 1968, ông nhận Giải Harry H. Goode Memorial (Harry H. Goode Memorial Award_{Giải Harry H. Goode Memorial}^English) với lời trích dẫn: "Vì nhiều thành tựu độc đáo của ông trong lĩnh vực máy tính, cả về kỹ thuật và phần mềm, và vì những đóng góp của ông cho sự phát triển của các hoạt động hội nghề nghiệp và hợp tác quốc tế giữa các chuyên gia máy tính."
• Năm 1972, Wilkes được trao bằng Tiến sĩ Khoa học danh dự bởi Đại học Newcastle (Newcastle University_{Đại học Newcastle}^English).
• Năm 1981, ông được Viện Kỹ sư Điện (Institution of Electrical Engineers_{Viện Kỹ sư Điện}^English) trao Huân chương Faraday (Faraday Medal_{Huân chương Faraday}^English).
• Giải Maurice Wilkes (Maurice Wilkes Award_{Giải Maurice Wilkes}^English), được trao hàng năm cho một đóng góp xuất sắc trong kiến trúc máy tính của một nhà khoa học hoặc kỹ sư máy tính trẻ, được đặt theo tên ông.
• Năm 1987, ông được trao bằng danh dự (Tiến sĩ Khoa học) bởi Đại học Bath (University of Bath_{Đại học Bath}^English).
• Năm 1988, ông nhận Giải C&C (C&C Award_{Giải C&C}^English).
• Năm 1992, ông nhận Giải Kyoto về Công nghệ Tiên tiến (Kyoto Prize_{Giải Kyoto}^English).
• Năm 1993, Wilkes được Đại học Cambridge trao bằng Tiến sĩ Khoa học danh dự.
• Năm 1994, ông được vinh danh là Hội viên của Hiệp hội Máy tính (Association for Computing Machinery_ACM^English).
• Năm 1997, ông được trao Huân chương Mountbatten (Mountbatten Medal_{Huân chương Mountbatten}^English).
• Năm 2001, ông được vinh danh là Hội viên của Bảo tàng Lịch sử Máy tính (Computer History Museum_{Bảo tàng Lịch sử Máy tính}^English) "vì những đóng góp của ông cho công nghệ máy tính, bao gồm thiết kế máy ban đầu, vi lập trình và mạng Cambridge Ring."
• Năm 2002, Wilkes quay trở lại Phòng thí nghiệm Máy tính, Đại học Cambridge, với tư cách là giáo sư danh dự.

5.2. Hoạt động Hội và Vai trò Lãnh đạo

Ngoài những đóng góp kỹ thuật, Maurice Wilkes còn là một nhà lãnh đạo cộng đồng khoa học. Ông là thành viên sáng lập của Hội Máy tính Anh (BCS) và giữ chức chủ tịch đầu tiên của hội từ năm 1957 đến 1960. Vai trò này đã giúp định hình và phát triển cộng đồng khoa học máy tính tại Anh.