0:00:06.681,0:00:09.871
Máy tính hiện đại đang cách mạng hóa [br]cuộc sống của chúng ta,

0:00:09.871,0:00:13.726
thực hiện những công việc[br]chỉ vài thập kỷ trước tưởng như không thể.

0:00:13.726,0:00:17.209
Điều này đã trở nên khả thi[br]sau hàng loạt những cải tiến,

0:00:17.209,0:00:22.680
nhưng có một phát minh căn bản[br]mà hầu như mọi thứ khác đều dựa vào:

0:00:22.680,0:00:24.198
linh kiện bán dẫn.

0:00:24.198,0:00:25.292
Vậy nó là thứ gì,

0:00:25.292,0:00:30.403
làm sao thiết bị đó có thể khiến máy tính[br]làm được những điều tuyệt vời như thế?

0:00:30.403,0:00:34.239
Về mặt cốt lõi, máy tính,[br]đúng như ý nghĩa tên gọi của chúng,

0:00:34.239,0:00:37.362
là những chiếc máy[br]thực hiện các phép toán.

0:00:37.362,0:00:40.617
Những chiếc máy tính đầu tiên[br]là những thiết bị tính toán thủ công,

0:00:40.617,0:00:41.929
như chiếc bàn tính,

0:00:41.929,0:00:44.341
còn máy tính đời sau[br]sử dụng các bộ phận cơ khí.

0:00:44.341,0:00:48.752
Những thiết bị này trở thành máy tính[br]bởi chúng có thể thể hiện các con số

0:00:48.752,0:00:51.171
và có một hệ thống để điều khiển chúng.

0:00:51.171,0:00:53.423
Máy tính điện tử[br]cũng hoạt động theo cách đó,

0:00:53.423,0:00:55.060
nhưng thay vì[br]những lắp rắp cơ học,

0:00:55.060,0:00:58.870
các con số được thể hiện[br]qua điện áp dòng điện.

0:00:58.870,0:01:02.625
Phần lớn các máy tính như vậy[br]sử dụng thuật toán lô-gíc Boolean

0:01:02.625,0:01:04.949
mà trong đó chỉ có hai giá trị có thể có,

0:01:04.949,0:01:07.584
điều kiện lô-gíc đúng hoặc sai,

0:01:07.584,0:01:11.319
được biểu thị bằng các số nhị phân 1 và 0.

0:01:11.319,0:01:14.246
Chúng được đại diện bởi[br]các mức điện áp cao và thấp.

0:01:14.246,0:01:17.899
Các phương trình được thực hiện qua[br]các mạch điện cổng lô-gíc

0:01:17.899,0:01:21.014
cho ra giá trị thể hiện bởi 1 hoặc 0

0:01:21.014,0:01:25.123
dựa trên việc liệu các dữ liệu nhập vào[br]có thỏa mãn điều kiện lô-gíc nhất định.

0:01:25.123,0:01:28.834
Những mạch điện này thực hiện[br]ba phép toán lô-gíc cơ bản,

0:01:28.834,0:01:32.114
phép và, phép hoặc, [br]và phép đảo.

0:01:32.114,0:01:36.751
Phép và hoạt động theo kiểu "cổng AND"[br]cung cấp hiệu suất điện áp cao

0:01:36.751,0:01:40.327
chỉ khi nó nhận vào hai dòng điện áp cao,

0:01:40.327,0:01:43.158
và các cổng còn lại cũng hoạt động [br]theo nguyên lý tương tự.

0:01:43.158,0:01:46.594
Các mạch này có thể được tổ hợp[br]để tạo ra các phép toán phức tạp,

0:01:46.594,0:01:48.755
như là cộng hoặc trừ.

0:01:48.755,0:01:51.393
Và phần mềm máy tính[br]chứa các hướng dẫn

0:01:51.393,0:01:54.838
để thực hiện các phép toán này[br]theo phương thức điện tử.

0:01:54.838,0:01:58.024
Kiểu hệ thống này cần một phương pháp[br]tin cậy và chính xác

0:01:58.024,0:02:00.243
để điều khiển các dòng điện.

0:02:00.243,0:02:02.785
Những máy tính điện tử đầu tiên,[br]như là ENIAC,

0:02:02.785,0:02:05.556
sử dụng một thiết bị gọi là [br]ống chân không.

0:02:05.556,0:02:07.712
Hình thái trước đây của nó, điôt,

0:02:07.712,0:02:12.316
tạo bởi hai điện cực đặt [br]trong một ống thủy tinh chân không.

0:02:12.316,0:02:17.115
Khi có điện áp ở cực âm, nó sẽ[br]nóng lên và giải phóng electron.

0:02:17.115,0:02:20.492
Nếu ở cực dương đang có[br]điện thế dương cao hơn,

0:02:20.492,0:02:22.839
các electron sẽ bị hút vào đó,

0:02:22.839,0:02:24.384
và mạch sẽ được khép kín.

0:02:24.384,0:02:27.346
Dòng điện một chiều này[br]có thể được điều khiển

0:02:27.346,0:02:29.766
bằng cách thay đổi điện áp ở cực âm,

0:02:29.766,0:02:33.209
khiến nó giải phóng ít nhiều electron.

0:02:33.209,0:02:34.764
Tiếp theo là ống ba cực (triôt),

0:02:34.764,0:02:37.929
sử dụng điện cực thứ ba[br]là một cái lưới.

0:02:37.929,0:02:41.485
Đây là một lưới thép[br]giữa cực âm và cực dương

0:02:41.485,0:02:43.724
mà electron có thể được truyền qua đó.

0:02:43.724,0:02:46.237
Thay đổi điện áp có thể khiến nó hoặc đẩy

0:02:46.237,0:02:49.703
hoặc hút các electron phát ra từ cực âm,

0:02:49.703,0:02:52.389
từ đó tạo nên sự chuyển dòng điện nhanh.

0:02:52.389,0:02:57.636
Khả năng khuếch đại tín hiệu khiến triôt[br]trở thành phần thiết yếu của radio

0:02:57.636,0:03:00.067
và liên lạc đường dài.

0:03:00.067,0:03:04.595
Mặc dù có những cải tiến, ống chân không[br]lại thiếu tin cậy và tốn diện tích.

0:03:04.595,0:03:09.173
Với 18,000 triôt, ENIAC có kích cỡ[br]gần bằng một sân quần vợt

0:03:09.173,0:03:11.036
và nặng 30 tấn.

0:03:11.036,0:03:13.039
Những chiếc ống này thường xuyên hỏng,

0:03:13.039,0:03:19.478
trong một giờ, nó đã tiêu thụ lượng điện[br]15 hộ gia đình sử dụng trong một ngày.

0:03:19.478,0:03:21.454
Giải pháp chính là linh kiện bán dẫn.

0:03:21.454,0:03:24.420
Thay vì dùng điện cực,[br]nó sử dụng chất bán dẫn,

0:03:24.420,0:03:27.015
như việc xử lý silicon[br]bằng các nguyên tố khác

0:03:27.015,0:03:29.932
để tạo ra chất bán dẫn loại N[br]phát ra electron,

0:03:29.932,0:03:32.576
và loại P hấp thụ electron.

0:03:32.576,0:03:35.435
Những loại này được sắp xếp[br]vào ba lớp xen kẽ nhau

0:03:35.435,0:03:37.258
với một cực điện ở mỗi lớp.

0:03:37.258,0:03:40.002
Cực phát, cực nền, và cực thu.

0:03:40.002,0:03:42.495
Trong linh kiện bán dẫn NPN[br]đặc trưng này,

0:03:42.495,0:03:45.373
do các hiện tượng nhất định[br]xảy ra tại bề mặt chung P-N,

0:03:45.373,0:03:50.398
một vùng đặc biệt gọi là mối nối P-N[br]được hình thành giữa cực phát và cực nền.

0:03:50.398,0:03:52.491
Nó chỉ dẫn điện

0:03:52.491,0:03:56.604
khi đưa vào mức điện áp[br]vượt trên một ngưỡng nhất định.

0:03:56.604,0:03:58.990
Còn nếu không,[br]nó vẫn bị ngắt mạch.

0:03:58.990,0:04:02.339
Bằng cách này, những biến thiên nhỏ[br]trong điện áp truyền vào

0:04:02.339,0:04:07.130
có thể được sử dụng để nhanh chóng[br]chuyển giữa dòng điện ra cao và thấp.

0:04:07.130,0:04:12.186
Lợi thế của linh kiện bán dẫn chính là[br]tính hiệu quả và độ rắn của nó.

0:04:12.186,0:04:16.564
Bởi chúng không cần làm nóng,[br]chúng bền hơn và tốn ít năng lượng hơn.

0:04:16.564,0:04:22.332
Chức năng của ENIAC giờ trở nên vượt trội[br]nhờ vi mạch đơn, cỡ chỉ bằng cái móng tay

0:04:22.332,0:04:24.612
nhưng chứa hàng tỉ linh kiện bán dẫn.

0:04:24.612,0:04:27.057
Thực hiện được hàng ngàn tỉ phép toán[br]mỗi giây,

0:04:27.057,0:04:30.545
máy tính ngày nay dường như[br]đang tạo ra những phép màu,

0:04:30.545,0:04:31.767
nhưng thực sự thì

0:04:31.767,0:04:36.587
mỗi phép toán lại vẫn đơn giản[br]như gạt một công tắc vậy.