Nhân Women’s History Month (Tháng Lịch sử Phụ nữ) – diễn ra vào tháng 3 hằng năm – đây là dịp nhìn lại những đóng góp mang tính nền tảng của phụ nữ đối với khoa học máy tính, từ những dòng mã đầu tiên cho đến các hệ thống phần mềm đưa con người lên Mặt Trăng.
Từ rất lâu trước khi lập trình viên trở thành một nghề “hào nhoáng” trong các công ty công nghệ, chính phụ nữ đã âm thầm xây dựng nền móng của lĩnh vực này, trong những điều kiện làm việc thiếu thốn và ít được ghi nhận.
Trong giai đoạn đầu, lập trình từng bị xem là công việc tẻ nhạt, lặp đi lặp lại. Nhiều nhà sử học chỉ ra rằng phần lớn công việc này do phụ nữ đảm nhận, theo Bảo tàng Lịch sử Phụ nữ Quốc gia Smithsonian của Mỹ. Nhưng chính từ những công việc tưởng chừng giản đơn ấy, các bước đột phá đã ra đời.
Người viết chương trình máy tính đầu tiên
Nhà toán học người Anh Ada Lovelace, con gái của nhà thơ Lord Byron, sớm bộc lộ năng khiếu toán học từ nhỏ. Tài năng đó đưa bà đến mối hợp tác chuyên môn chặt chẽ với nhà toán học và nhà phát minh Charles Babbage, đặc biệt trong dự án Máy phân tích.
Vào năm 1843, khi dịch một bài viết về “Máy phân tích” – tiền thân của máy tính hiện đại –Lovelace không chỉ chỉnh sửa nội dung mà còn viết thêm những ghi chú mang tính cách mạng – điều ngày nay được xem là chương trình máy tính đầu tiên. Với phần chú thích đó, bà là người đầu tiên đề xuất rằng một cỗ máy không chỉ xử lý con số để tạo ra kết quả toán học, mà còn có thể xử lý các ký hiệu.
Trong một ghi chú, bà viết rằng Máy phân tích “có thể tác động lên những thứ khác ngoài con số, nếu các đối tượng đó có thể được biểu diễn bằng các quan hệ trừu tượng và phù hợp với cơ chế vận hành của máy”.
Lovelace cũng cho rằng các con số có thể đại diện cho nhiều thứ hơn là giá trị định lượng, và bà đã mở rộng phạm vi vai trò của máy móc vượt ra ngoài tính toán. Bà hình dung việc chuyển đổi “âm thanh” và “tác phẩm âm nhạc” thành các thao tác để máy có thể “soạn ra những bản nhạc phức tạp và mang tính khoa học với bất kỳ mức độ nào”.
Các phép tính và chú thích của Lovelace gần như khiến độ dài bài viết ban đầu tăng gấp ba, đồng thời tạo nên bộ hướng dẫn đầu tiên cho máy tính. Những ghi chú này sau đó còn ảnh hưởng đến nhà toán học và logic học người Anh Alan Turing trong công việc giải mã thời Thế chiến thứ hai.
Người giúp con người “nói chuyện” với máy tính
Gần một thế kỷ sau, việc lập trình vẫn còn vô cùng phức tạp khi con người phải viết các chuỗi mã dài dưới dạng số để máy tính hiểu. Trong nhiều năm, con người phải viết chương trình dưới dạng chuỗi dài các con số để máy tính có thể hiểu được.
Đến năm 1952, nhà khoa học máy tính và cựu sĩ quan hải quân Mỹ Grace Hopper đã tạo ra trình biên dịch – một chương trình chuyển đổi mã từ ngôn ngữ lập trình cấp cao (như Java hay Python ngày nay) sang ngôn ngữ cấp thấp mà máy tính có thể hiểu, như mã nhị phân.
Trình biên dịch này, mang tên A-0, chuyển đổi các ký hiệu toán học thành mã máy, đóng vai trò then chốt trong sự phát triển của các ngôn ngữ lập trình hiện đại.
Sáng tạo của Hopper là kết quả của nhiều năm nỗ lực nhằm đơn giản hóa lập trình. Khi làm việc với Mark I – máy tính tự động quy mô lớn đầu tiên – trong Thế chiến thứ hai, bà nhận thấy nhiều phép tính được lặp lại trong cùng một bài toán, nên đã tạo ra một “thư viện” nhỏ các đoạn mã thường dùng.
Điều này đã khai sinh khái niệm “chương trình con” (subroutine) – những đoạn mã nhỏ nằm trong một chương trình lớn, thực hiện các tác vụ có thể cần lặp lại nhiều lần. Nhờ đó, lập trình viên tiết kiệm thời gian vì không phải viết lại và kiểm tra cùng một đoạn mã.
Trình biên dịch A-0 của Hopper, được phát triển sau chiến tranh, cho phép người dùng viết khung chương trình bằng ngôn ngữ đơn giản hơn. Bà liên tục mở rộng “thư viện” các chương trình con, lưu chúng trên băng từ và gán mã số. Khi người dùng xây dựng chương trình, trình biên dịch sẽ tự động tìm các đoạn mã cần thiết trên băng và sắp xếp chúng lại.
Hopper tiếp tục góp phần phát triển một trong những ngôn ngữ lập trình bậc cao dựa trên tiếng Anh sớm nhất có tên Common Business-Oriented Language (COBOL). Bà tham gia thiết kế và phát triển các trình biên dịch cho ngôn ngữ này. Với A-0 và COBOL, Hopper đã giúp việc “giao tiếp” với máy tính trở nên dễ dàng hơn.
Người đứng sau độ chính xác của GPS
Ngày nay, hệ thống định vị toàn cầu (GPS) hiện diện khắp nơi, từ điện thoại thông minh đến hàng không. Nhưng ít người biết rằng nền tảng toán học của nó đến từ công trình của Gladys West.
Từ những năm 1950, West đã dẫn dắt các nhóm nghiên cứu sử dụng dữ liệu vệ tinh để tính toán chính xác hình dạng của Trái Đất và các quỹ đạo xung quanh nó. Những mô hình này trở thành cơ sở cho các quỹ đạo bay của vệ tinh GPS hiện nay.
Dù đóng vai trò then chốt, phải đến nhiều thập kỷ sau bà mới được vinh danh rộng rãi – một ví dụ điển hình cho việc những đóng góp của phụ nữ trong khoa học từng bị bỏ quên. (Công trình của West chỉ được công nhận rộng rãi vào năm 2018, khi bà nhận giải thưởng Space and Missiles Pioneers của Không quân Mỹ. Năm 2021, bà trở thành người phụ nữ đầu tiên giành Huy chương Prince Philip do Viện Hàn lâm Kỹ thuật Hoàng gia Anh trao tặng.)
Người viết phần mềm đưa con người lên Mặt Trăng
Nếu phần cứng đưa tàu vũ trụ rời khỏi Trái Đất, thì phần mềm chính là thứ đảm bảo nó không gặp sự cố giữa không gian. Và người đứng sau hệ thống đó cách đây hơn 5 thập kỷ là Margaret Hamilton.
Nhà khoa học máy tính Mỹ Margaret Hamilton là người lãnh đạo phát triển phần mềm cho các sứ mệnh Apollo của Mỹ, và công trình của bà đóng vai trò then chốt trong sáu chuyến bay lên Mặt Trăng giai đoạn 1969–1972.
Dưới sự dẫn dắt của bà, nhóm nghiên cứu đã nghĩ ra một phương pháp độc đáo để lưu trữ chương trình cho máy tính dẫn đường Apollo: “dệt” chúng vào các sợi dây đồng.
Máy tính lưu trữ thông tin dưới dạng mã nhị phân — chuỗi các số 1 và 0. Ngày nay, dữ liệu này được lưu trên các chip silicon nhỏ. Nhưng vào thời Apollo, thông tin được lưu bằng cách từ hóa các lõi hình vòng (giống như chiếc bánh donut).
Trong các sứ mệnh Apollo, sau khi chương trình được viết, chuyển thành mã và đục lỗ trên thẻ giấy, mã này được gửi đến cơ sở nơi các nữ công nhân — thường từng làm trong ngành dệt — sẽ “dệt” dây đồng và lõi từ thành một sợi dài để lưu trữ lượng lớn dữ liệu. Một sợi dây sẽ được luồn qua lỗ lõi để biểu thị số 1, hoặc đi vòng quanh lõi (không xuyên qua lỗ) để biểu thị số 0. Công nghệ này được gọi là bộ nhớ lõi-dây (core-rope memory).
Bên cạnh giải pháp lưu trữ sáng tạo này, trọng tâm chính của Hamilton là thiết kế phần mềm có khả năng phát hiện lỗi hệ thống và tự phục hồi khi máy tính gặp sự cố — điều đã trở nên cực kỳ quan trọng trong sứ mệnh Apollo 11, chuyến bay đưa con người lần đầu đặt chân lên Mặt Trăng.
“Bản thân trải nghiệm làm phần mềm — thiết kế, phát triển, hoàn thiện, theo dõi nó vận hành và học hỏi từ đó cho các hệ thống tương lai — ít nhất cũng thú vị không kém những sự kiện xung quanh các sứ mệnh Apollo,” Hamilton chia sẻ với MIT News năm 2009.
“Nhìn lại, chúng tôi là những người may mắn nhất thế giới; không có lựa chọn nào khác ngoài việc trở thành những người tiên phong; cũng không có thời gian để làm người mới bắt đầu,” Hamilton nói.
Từ những ghi chú viết tay trong thế kỷ 19 đến các dòng mã điều khiển tàu vũ trụ, những đóng góp của phụ nữ đã âm thầm định hình toàn bộ nền tảng của khoa học máy tính hiện đại.
Và như lịch sử cho thấy, họ không chỉ tham gia vào cuộc cách mạng công nghệ – mà chính là những người đã khởi xướng nó.
Đô đốc Grace Hopper được Bộ trưởng Hải quân Mỹ John Lehman vinh danh trong lễ nghỉ hưu tại Boston năm 1986. Ảnh: AP
Nhà toán học đặt nền tảng cho GPS Gladys West và chồng Ira West tại nhà riêng ở King George, Mỹ, năm 2018. Ảnh: AP
Nhà khoa học máy tính Margaret Hamilton tại Phòng thí nghiệm Thiết bị MIT, ngồi trong mô hình mô-đun chỉ huy Apollo, năm 1969. Ảnh: AP
