Історія розвитку обчислювальної техніки

Німецький інженер і винахідник першого в світі працюючого програмованого комп'ютера Конрад Цузе потрапив в світ інформаційних технологій практично випадково. Майбутній винахідник був наділений непоганими здібностями до образотворчого мистецтва, а також любив будівництво та конструювання. Тому він вступив до Берлінського Технічного Університету на факультет архітектури і цивільного будівництва (1930-1935), де захопився математикою і фізикою. Під час навчання, вивчаючи будівництво будівель і доріг, Цузе зіткнувся з серйозною проблемою. Цей тип конструкцій вимагав вирішення величезних систем лінійних рівнянь, які було дуже важко прорахувати за допомогою логарифмічної лінійки або навіть механічного калькулятора того часу.

01.jpg

Конрад Цузе (1910 - 1995)

Як згадував Цузе: «Я був студентом в цивільної інженерії в Берліні. Берлін - це гарне місто, що відкриває перед молодою людиною безліч можливостей приємно провести час, наприклад, з гарненькою дівчиною. Але замість цього ми змушені були виконувати величезні і жахливі розрахунки». Для подібних прорахунків інженери використовували особливі таблиці, куди записували формули виконання основних операцій в двійковій системі числення. Саме тоді у Цузе виникла ідея автоматизувати цей процес. Говорячи іншими словами - винайти першу програмовану двійкову обчислювальну машину.

У 1936 році, працюючи в ізоляції в нацистській Німеччині, Конрад Цузе почав роботу над своїм першим обчислювачем V1 (від німецького Versuchsmodell-1  «дослідна модель»). Насправді назви всіх машини повинні були починатися з V, але після Другої світової війни він змінив імена на Z1-Z4 (початкова буква прізвища винахідника), щоб уникнути неприємних асоціацій з V1-V4 військовими ракетами. 

Обчислювач мав пам'ять і (поки обмежену) можливість програмування. Створена, в основному, на механічній основі, але вже на базі двійковій логіки, модель Z1 була завершена в 1938 році, але через недостатню точність виконання складових частин так і не запрацювала досить надійно. Z1 мала клавіатуру, з якою вводилися в неї умови задач. По завершенні обчислень результат висвічувався на панелі з безліччю маленьких лампочок.

02.jpeg

Машина Z1

Неточність і ненадійність Z1 (через механічну конструктивну складність) підштовхнула Цузе звернутися до використання електромеханічних перемикачів - реле , для більшої точності в обчисленнях (обмежений в засобах, Цузе брав в телефонних компаніях списані реле). Сумніви викликала і клавіатура, яка, на його погляд, була незручною і занадто повільно діяла. Перебравши в розумі інші можливі варіанти, він придумав інший пристрій введення: Цузе став кодувати інструкції для машини, пробиваючи отвори у використаної 35-міліметрової фотоплівці. Пам'ять Z2 як і раніше складалася з металевих пластин, зате обчислювальний блок - з 800 реле. До весни 1939 Z2 був готовий. Далі вдосконалювати це "покоління " комп'ютерів не мало сенсу, Цузе вже бачив прообраз майбутньої машини, яка була б цілком релейна і служила не тільки демонстраційної моделлю.

Креслення і фотографії Z2 були знищені під час бомбардування під час Другої Світової Війни, тому про неї майже нічого не відомо. Наступна машина Цузе - Z3, була завершена в1941 році. Вона була побудована на телефонних реле і працювала цілком задовільно. Тим самим, Z3 стала першим працюючим комп'ютером, керованим програмою. Введення програми, що являла собою послідовність досить могутніх логічних команд, як і раніше відбувався з перфорованої кінострічки. Пам'ять Z3 дозволяла зберігати 64 слова  і складалася з 1400 реле. Для арифметичного обчислювача використовувалося 600 реле, і ще 400 реле застосовувалося в пристрої керування. Z3 виконував не тільки 4 арифметичні операції, але й обчислення квадратного кореня, множення на −1, 0,1, 0,5, 2 і 10.  Z3 виконував 3-4 операції додавання в секунду і множив два числа за 4-5 секунд, дозволяючи при цьому обробляти числа з рухомою комою.

03.jpg

Конрад Цузе поруч з Z3

Через деякий час в інших країнах також з'явилися перші обчислювальні машини. Це були комп'ютери «Марк I», «Колос» та «ЕНІАК». У той же час оригінальна машина Конрада Цузе займала значно менше місця і коштувала набагато дешевше, ніж створений двома роками пізніше американський комп'ютер «Марк I».

Z3 використовувався для розрахунків, пов'язаних з конструюванням літаків і керованих ракет німецьким Дослідницьким інститутом аеродинаміки. Єдиний зразок комп'ютера разом з іншими ранніми розробками Цузе був знищений під час нальоту союзницької авіації в 1945 році.

В 1960 році у компанією Zuse KG була виконана реконструкція Z3. В даний час вона розміщена в експозиції «Німецького музею» в Мюнхені (Німеччина).

Документальний фільм каналу Discovery про Конрада Цузе

Розвопідь Конрада Цузе про свій комп'ютер