"Бывает нечто, о чём говорят: "смотри, вот это новое"; но это было уже в веках, бывших прежде нас"
Екклезиаст гл.1 ст. 10

воскресенье, 3 июня 2012 г.

КОНРАД ЦУЗЕ - ОТЕЦ ЦИФРОВОГО КОМПЬЮТЕРА


Конрад Цузе (KONRAD ZUSE. 1910-1995) создал первый цифровой программно-управляемый компьютер в мире. Он построил механическое устройство, которое назвал Z1, в квартире своих родителей в Берлине. Строительство Z1, программируемой вычислительной машины двоичного кода, было начато в 1936 и закончено в 1938 году.

После окончания университета Цузе начал работать на авиазаводе Хенкеля (Henschel) в Берлине. Он отвечал за выполнение статических расчетов. Тем не менее, спустя несколько месяцев, Цузе уволился. Конрад Цузе стал предпринимателем, и его первым творением стала вычислительная машина. С помощью своих родителей, он начал строить автомат, который до этого момента существовал лишь в его воображение. Некоторые друзья помогали ему в работе, другие давали небольшие суммы денег, чтобы он мог завершить свою работу. Это может быть самое важное различие между Цузе и другими изобретателями, работающими в то время в США, такими как Атанасов (Atanasoff), Айкен (Aiken), Мочли (Mauchly) и Эккерт (Eckert), которые работали в университетах или корпорациях и могли использовать все их ресурсы, Конрад же работал в одиночку. И логическая и механическая конструкции машины были его единоличной работой.




Z1 вступила в строй в 1938 году. Цузе, игнорировал структуру механических калькуляторов того времени, основанных на десятичной системе с использованием вращающихся компонентов, и создал машину с нуля, разработав совершенно новый вид механической конструкции, использовавшей двоичную систему и металлические пластины, которые могли двигаться только в одном направлении, то есть они могли только менять своё положение. Линейный сдвиг компонентов преобразовался в линейные сдвиги в различных слоях машины, или сдвиги в перпендикулярных направлениях. Можно с уверенностью сказать, что с позиций сегодняшнего дня, механическая конструкция машины была гораздо более сложной, чем её логическая структура. Никто, кроме Цузе, не понимал точно, как машина работает, хотя многие его друзья помогали ему в подготовке сотен металлических пластин, необходимых для аппарата. Z1 имела раздельные регистры данных и программ, выполняла вычисления с плавающей точкой. Ёмкость памяти 64 слова, каждое из которых содержало 22 бита.
С 1940 года Цузе начинает работать в специальном отделе Хенкеля - "F". В это время он разработал две машины, которые могли: автоматически измерить некоторые параметры ракетного крыла, преобразовать аналоговые величины в цифровые, вычислить формулу, основанную на этих данных. Возможно, что это был первый аналого-цифровой преобразователь, используемый для цифровых расчетов. В 1940 году он построил машину Z2, в который использовал целочисленные процессоры, построенные на реле и механическую память. Машина была продемонстрирована ответственным лицам, и Цузе удалось убедить Научно-исследовательскую службу воздушного пространства Германии (DLV) частично профинансировать проект электромеханической вычислительной машины. Z3 вступила в строй в 1941 г. - это был тот же логический дизайн Z1, но с использованием электрических компонентов. Z3 была собрана на двух тысячах реле и могла осуществлять операции с 22 битными словами на тактовой частоте около 5–10 Герц. Программный код и данные сохранялись на перфорированной плёнке.





В 1941 году Цузе продолжает работать на заводе Хенкеля, но одновременно начинает свой бизнес. "Zuse Ingenieurbüro und Apparatebau", в Берлине была первой компанией, основанной исключительно с целью разработки компьютеров. Успех Z3 принёс Цузе контракт с DLV на разработку большого компьютера - Z4. Эта машина должна быть похожа по дизайну на Z3, и иметь 1024 слов памяти вместо 64. Машина была построена и почти готова в 1945 году, когда в Берлин вошли русские войска. Конрад Цузе вылетел с Z4 в Южную Германию, где он впоследствии остался. Британские и американские военные эксперты, допросили Цузе и осмотрели машину, но он не был среди тех ученых, которые закончили свою карьеру, работая на антигитлеровских союзников.

После войны, Цузе продолжил работать в двух главных направлениях:
а) начал разработку алгоритмического языка программирования "Plankalkül",
б) открыл собственную компанию заново.


Z4 был установлен в Цюрихе в 1950 и был первым действующим коммерческим компьютером

Оглядываясь назад, можно сказать, что самым большим достижением Конрада Цузе была разработка семейства полностью цифровых, с плавающей точкой, программируемых машин, которые были построены почти в полной интеллектуальной изоляции в период с 1936 по 1945 год.

Источники:

Konrade Zuse Internet Archive
Computing and automation
Z1, Z2, Z3 and Z4