Конрад Цузе (нем. Konrad Zuse ; 22 июня 1910 - 18 декабря 1995 ) - немецкий инженер , пионер компьютеростроения. Наиболее известен как создатель первого действительно работающего программируемого компьютера (1941 ) и первого языка программирования высокого уровня (1945 ).
Цузе родился в Берлине (Германия ) и долгое время жил с родителями на севере Саксонии в городке Хойерсверда (нем. Hoyerswerda ). С детских лет мальчик проявлял интерес к конструированию. Ещё в школе он спроектировал действующую модель машины по размену монет и создавал проект города на 37 миллионов жителей. А в годы студенчества к нему впервые пришла идея создания автоматического программируемого вычислителя.
В 1935 году Цузе получил образование инженера в Высшей технической школе Берлин-Шарлоттенбург (нем. ), которая сегодня носит название Технического университета города Берлин (нем. Technische Universität Berlin ). По её окончании он поступил на работу на авиационную фабрику Хейнкеля в городе Дессау , однако, проработав всего лишь год, уволился, вплотную занявшись созданием программируемой счётной машины. Поэкспериментировав с десятичной системой счисления , молодой инженер предпочёл ей двоичную . В 1938 появилась первая действующая разработка Цузе, названная им «Z1» . Это был двоичный механический вычислитель с электрическим приводом и ограниченной возможностью программирования при помощи клавиатуры . Результат вычислений отображался на ламповой панели. Построенный на собственные средства и деньги друзей и смонтированный на столе в гостиной родительского дома, «Z1» работал ненадёжно из-за недостаточной точности выполнения составных частей. Впрочем, будучи экспериментальной моделью, ни для каких практических целей он не использовался.
Вторая мировая война сделала невозможным общение Цузе с другими энтузиастами создания вычислительной техники в Великобритании и Соединенных Штатах Америки . В 1939 году Цузе был призван на военную службу, однако сумел убедить армейских начальников в необходимости дать ему возможность продолжить свои разработки. В 1940 он получил поддержку Исследовательского института аэродинамики (нем. ), который использовал его работу для создания управляемых ракет . Благодаря ей Цузе построил доработанную версию вычислителя - «Z2» на основе телефонных реле . В отличие от «Z1», новая машина считывала инструкции перфорированной 35-миллиметровой киноплёнки. Она тоже была демонстрационной моделью и не использовалась для практических целей. В этом же году Цузе организовал компанию Zuse Apparatebau для производства программируемых машин.
Удовлетворённый функциональностью «Z2», в 1941 году Цузе создаёт уже более совершенную модель - «Z3» , которую сегодня многие считают первым реально действовавшим программируемым компьютером. Впрочем, программируемость этого двоичного вычислителя, собранного, как и предыдущая модель, на основе телефонных реле, также была ограниченной. Несмотря на то, что порядок вычислений теперь можно было определять заранее, условные переходы и циклы отсутствовали. Тем не менее, «Z3» первым среди вычислительных машин Цузе получил практическое применение и использовался для проектирования крыла самолёта.
Все три машины, «Z1», «Z2» и «Z3», были уничтожены в ходе бомбёжек Берлина в 1944 году. А в следующем, 1945 году, и сама созданная Цузе компания прекратила своё существование. Чуть ранее частично законченный «Z4» был погружен на подводу и перевезён в безопасное место в баварской деревне. Именно для этого компьютера Цузе разработал первый в мире высокоуровневый язык программирования, названный им Планкалкюль (нем. Plankalkül ).
В 1946 Цузе организовал коммерческую компанию по производству компьютеров Zuse-Ingenieurbüro Hopferau . Венчурный капитал был получен от Швейцарского федерального института технологий (нем. ETH Zürich ) и компании IBM .
Ещё через три года, в 1949 году, обосновавшись в городе Хюнфельде , Цузе создаёт компанию Zuse KG . В сентябре 1950 года «Z4» был, наконец, закончен и поставлен в ETH Zürich . В то время он был единственным работающим компьютером в континентальной Европе и первым компьютером в мире, который был продан. В этом «Z4» на пять месяцев опередил Марк I и на десять UNIVAC . Цузе и его компанией были построены и другие компьютеры, название каждого из которых начиналось с заглавной буквы Z. Наиболее известны машины «Z11» , продававшийся предприятиям оптической промышленности и университетам, и «Z22» - первый компьютер с памятью на магнитных носителях.
Кроме вычислительных машин общего назначения Цузе построил несколько специализированных вычислителей. Так, вычислители «S1» и «S2» использовались для определения точных размеров деталей в авиационной технике. Машина «S2», помимо вычислителя, включала ещё и измерительные устройства, для выполнения обмеров самолетов. Компьютер «L1», так и оставшийся в виде экспериментального образца, предназначался Zuse для решения логических проблем.
К 1967 году фирма Zuse KG выпустила 251 законченный компьютер, однако из-за финансовых проблем она была продана компании Siemens AG . Тем не менее Цузе продолжал проводить исследования в области компьютеров и работал специалистом-консультантом Siemens AG .
Цузе считал, что устройство вселенной похоже на сеть взаимосвязанных компьютеров. В 1969 он издает книгу «Rechnender Raum» («Вычислительное пространство»), которая в 1970 году была переведена на английский язык сотрудниками Массачусетского технологического института с названием «Calculating Space».
В 1987 -1989 годах, несмотря на перенесённый сердечный приступ, Цузе воссоздал свой первый компьютер «Z1» . Законченная модель насчитывала 30 тысяч компонентов, стоила 800 тысяч немецких марок и потребовала для своей сборки труда 4-х энтузиастов (включая самого Цузе). Финансирование проекта обеспечивалось компанией Siemens AG наряду с пятью другими компаниями.
В настоящее время полностью функционирующая модель компьютера «Z3» находится в «Немецком музее» города Мюнхена , а модель вычислителя «Z1» передана в «Немецкий технический музей» города Берлин . Сегодня в последнем открыта также специальная выставка, посвящённая Конраду Цузе и его работам. На выставке представлены двенадцать его машин, оригинальные документы по разработке языка Планкалкюль и несколько картин Цузе.
Памятник на могиле Конрада Цузе в Бад Херсфелде
За свой вклад и первые успехи в области автоматических вычислений, независимое предложение использования двоичной системы и арифметики с плавающей запятой, а также проектирование первого в Германии и одного из самых первых в мире программно-управляемых компьютеров в 1965 году Цузе получил мемориальную премию Гарри М. Гуда (англ . Harry M. Goode Memorial Award ), медаль и 2000 долларов от «Computer Society» .
В 1985 году Цузе стал первым почётным членом немецкого «Общества информатики» , а с 1987 оно начало присваивать «Медаль Конрада Цузе» , ставшую сегодня известнейшей немецкой наградой в области информатики . В 1995 -м за дело всей жизни Цузе был удостоен ордена «Крест за заслуги перед Федеративной Республикой Германия» . А в 2003 -м на канале ZDF он был назван «величайшим» из живших немцев.
После ухода на пенсию Цузе занялся своим любимым хобби, - живописью. Цузе умер 18 декабря 1995 в Хюнфелде (Германия). Сегодня несколько городов Германии имеют улицы, названные его именем.
Konrad Zuse [ˈkɔn.ʁat ˈts uː.zə] (June 22 , 1910 Berlin - December 18 , 1995 Hünfeld ) was a German engineer and computer pioneer. His greatest achievement was the world"s first functional program-controlled computer, the Z3 , in 1941 (the program was stored on a punched tape). In 1998 , the Z3 was shown to be Turing-complete . He received the Werner-von-Siemens-Ring in 1964 for the Z3.
Zuse also designed the first high-level programming language , Plankalkül , first published in 1948 , although this was a theoretical contribution, since the language was not implemented in his lifetime and did not directly influence early languages. One of the inventors of ALGOL (Rutishauser) wrote: "The very first attempt to devise an algorithmic language was undertaken in 1948 by K. Zuse. His notation was quite general, but the proposal never attained the consideration it deserved."
In addition to his technical work, Zuse founded the first computer startup company in 1946 . This company built the Z4 , which became the second commercial computer, leased to ETH Zürich in 1950 . Due to World War II , however, Zuse"s work went largely unnoticed in the UK and the USA ; possibly his first documented influence on a US company was IBM "s option on his patents in 1946. In the late 1960s, Zuse suggested the concept of a Calculating Space (a computation-based universe).
There is a replica of the Z3, as well as the Z4, in the Deutsches Museum in Munich .
The Deutsches Technikmuseum Berlin in Berlin has an exhibition devoted to Zuse. In it are twelve of his machines, including a replica of the Z1 , some original documents, including the specifications of Plankalkül, and several of Zuse"s paintings.
|
Contents 1 Pre-WWII work and the Z1 2 The WWII years; the Z2, Z3, and Z4 3 Zuse the entrepreneur 4 Calculating Space 5 Awards 6 Quotations 7 References 8 See also 9 External links |
Pre-wwii work and the z1
Born in Berlin , Germany , Zuse graduated in civil engineering from the Technische Hochschule Berlin-Charlottenburg in 1935. In his engineering studies, Zuse had to perform many routine calculations by hand, which he found mind-numbingly boring. This led him to dream about performing calculations by machine.
He started as a design engineer at the Henschel aircraft factory in Berlin -Schönefeld but resigned a year later to build a program driven/programmable machine. Working in his parents" apartment in 1936, his first attempt, called the Z1 , was a binary electrically driven mechanical calculator with limited programmability, reading instructions from a punched tape . The Z1 never worked well, though, due to the lack of sufficiently precise parts. The Z1 and its original blueprints were destroyed during World War II.
Between 1987 and 1989, Zuse recreated the Z1, suffering a heart-attack midway through the project. It had 30,000 components, cost 800,000 DM , and required four individuals (including Zuse) to assemble it. Funding for this retrocomputing project was provided by Siemens and a consortium of five companies.
The wwii years; the z2, z3, and z4
World War II made it impossible for Zuse and other German computer scientists to work with scientists in the UK and the USA, or even to stay in contact with them. In 1939, Zuse was called for military service but was able to convince the army to let him return to his computers. In 1940, he gained support from the Aerodynamische Versuchsanstalt (AVA, Aerodynamic Research Institute), which used his work for the production of glide bombs . Zuse built the Z2 , a revised version of the Z1, from telephone relays . The same year, he started a company, Zuse Apparatebau (Zuse Apparatus Engineering), to manufacture his machines.
Improving on the basic Z2 machine, he built the Z3 in 1941. It was a binary 64-bit floating point calculator featuring programmability with loops but without conditional jumps, with memory and a calculation unit based on telephone relays. The telephone relays used in his machines were largely collected from discarded stock. Despite the absence of conditional jumps, the Z3 was a Turing complete computer (ignoring the fact that no physical computer can be truly Turing complete because of limited storage size). However, Turing-completeness was never considered by Zuse (who had practical applications in mind) and only demonstrated in 1998 (see History of computing hardware ).
Zuse never received the support that computer pioneers in Allied countries, such as Alan Turing , got. The Z3 was financed only partly by the DVL (Deutsche Versuchsanstalt für Luftfahrt , i.e. German Experimentation-Institution for Aviation), which wanted their extensive calculations automated. A request by his co-worker Helmut T. Schreyer (1912-1984) for government funding for an electronic successor to the Z3 was denied as "strategically unimportant". In 1937 Schreyer had advised Zuse to use vacuum tubes as switching elements, who at this time considered it a crazy idea ("Schnapsidee " in his own words).
Zuse"s company (with the Z3) was destroyed in 1945 by an Allied attack. Fortunately, the partially finished, relay-based Z4 had been moved to a safe place earlier. Zuse designed the first high-level programming language, Plankalkül , from 1941 to 1945, although he did not publish it in its entirety until 1972. No compiler or interpreter was available for Plankalkül until a team from the Free University of Berlin implemented it in 2000.
Konrad Zuse married Gisela Brandes in January 1945 - employing a carriage, himself dressed in tailcoat and top hat and with Gisela in wedding veil, for Zuse attached importance to a noble ceremony. Their son Horst was born in November 1945.
Конрад Цузе -- немецкий инженер, пионер компьютеростроения. Наиболее известен как создатель первого действительно работающего программируемого компьютера и первого языка программирования высокого уровня. Годы жизни: 1910-1995.
Цузе родился в Берлине и продолжительное время жил с родителями на севере Саксонии в городке Хойерсверда.
В 1935 году Цузе получил образование инженера в Берлинской высшей технической школе в Шарлоттенбурге, которая сегодня носит название Берлинского технического университета. По её окончании он поступил на работу на авиационный завод Хеншеля в Шёнефельде, однако, проработав всего лишь год, уволился, вплотную занявшись созданием программируемой счётной машины. Поэкспериментировав с десятичной системой счисления, молодой инженер предпочёл ей двоичную. В 1938 году появилась первая действующая разработка Цузе, названная им Z1. Это был двоичный механический вычислитель с электрическим приводом и ограниченной возможностью программирования при помощи клавиатуры. Результат вычислений в десятичной системе отображался на ламповой панели. Построенный на собственные средства и деньги друзей, и, смонтированный на столе в гостиной родительского дома, Z1 работал ненадёжно из-за недостаточной точности выполнения составных частей. Впрочем, будучи экспериментальной моделью, ни для каких практических целей он не использовался.
Вторая мировая война сделала невозможным общение Цузе с другими энтузиастами создания вычислительной техники в Великобритании и Соединённых Штатах Америки. В 1939 году Цузе был призван на военную службу, однако сумел убедить армейских начальников в необходимости дать ему возможность продолжить свои разработки. В 1940 году он получил поддержку Исследовательского института аэродинамики, который использовал его работу для создания управляемых ракет. Цузе построил доработанную версию вычислителя -- Z2 на основе телефонных реле. В отличие от Z1, новая машина считывала инструкции перфорированной 35-миллиметровой киноплёнки. Она тоже была демонстрационной моделью и не использовалась для практических целей. В этом же году Цузе организовал компанию Zuse Apparatebau для производства программируемых машин.
Удовлетворённый функциональностью Z2, в 1941 году Цузе создал уже более совершенную модель -- Z3, которую сегодня многие считают первым, реально действовавшим программируемым компьютером. Впрочем, программируемость этого двоичного вычислителя, собранного, как и предыдущая модель, на основе телефонных реле, также была ограниченной. Несмотря на то, что порядок вычислений теперь можно было определять заранее, условные переходы и циклы отсутствовали. Тем не менее, Z3 первым среди вычислительных машин Цузе получил практическое применение и использовался для проектирования крыла самолёта.
Все три машины, Z1, Z2 и Z3, были уничтожены в ходе бомбардировок Берлина в 1944 году. А в следующем, 1945 году, и сама созданная Цузе компания прекратила своё существование. Чуть ранее частично законченный Z4 был погружен на подводу и перевезён в безопасное место в баварской деревне. Именно для этого компьютера Цузе разработал первый в мире высокоуровневый язык программирования, названный им Планкалкюль.
Планкалкюль -- первый в мире высокоуровневый язык программирования, созданный немецким инженером Конрадом Цузе в 1942 году. В переводе на русский это название соответствует выражению «планирующее исчисление» .
Язык разрабатывался как основное средство для программирования компьютера Z4, однако был пригоден и для работы с другими похожими на него вычислительными машинами.
Планкалкюль поддерживал операции назначения, вызов подпрограмм, условные операторы, итерационные циклы, арифметику с плавающей запятой, массивы, иерархические структуры данных, утверждения, обработку исключений и многие другие вполне современные средства языков программирования.
Цузе описал возможности языка Планкалкюль в отдельной брошюре. Там же он описал возможное применение языка для сортировки чисел и выполнения арифметических операций. Кроме того, Цузе составил 49 страниц программ на Планкалкюле для оценки шахматных позиций. Позже он писал, что ему было интересно проверить эффективность и универсальность Планкалкюля в отношении шахматных задач.
Работа в отрыве от других специалистов Европы и США привела к тому, что лишь незначительная часть его работы стала известной. Полностью работа Цузе была издана лишь в 1972 году. И вполне возможно, что если бы язык Планкалкюль стал известен раньше, пути развития компьютерной техники и программирования могли бы измениться.
Сам Цузе не создал реализации для своего языка. Первый компилятор языка Планкалкюль (для современных компьютеров) был создан в Свободном университете Берлина лишь в 2000 году, через пять лет после смерти Конрада Цузе.
Ещё через три года, в 1949 году, обосновавшись в городе Хюнфельде, Цузе создал компанию Zuse KG. В сентябре 1950 года Z4 был, наконец, закончен и поставлен в ETH Zьrich. В то время он был единственным работающим компьютером в континентальной Европе и первым компьютером в мире, который был продан. В этом Z4 на пять месяцев опередил Марк I и на десять -- UNIVAC. Цузе и его компанией были построены и другие компьютеры, название каждого из которых начиналось с заглавной буквы Z. Наиболее известны машины Z11, продававшийся предприятиям оптической промышленности и университетам, и Z22 -- первый компьютер с памятью на магнитных носителях.
Кроме вычислительных машин общего назначения, Цузе построил несколько специализированных вычислителей. Так, вычислители S1 и S2 использовались для определения точных размеров деталей в авиационной технике. Машина S2, помимо вычислителя, включала ещё и измерительные устройства для выполнения обмеров самолетов. Компьютер L1, так и оставшийся в виде экспериментального образца, предназначался Цузе для решения логических проблем.
К 1967 году фирма Zuse KG поставила 251 компьютер, на сумму около 100 миллионов дойчмарок, однако из-за финансовых проблем она была продана компании Siemens AG. Тем не менее, Цузе продолжал проводить исследования в области компьютеров, и работал специалистом-консультантом Siemens AG.
Цузе считал, что устройство Вселенной похоже на сеть взаимосвязанных компьютеров. В 1969 году он издал книгу «Вычислительное пространство» (нем. Rechnender Raum), переведённую через год сотрудниками Массачусетского технологического института
В 1987--1989 годах, несмотря на перенесённый сердечный приступ, Цузе воссоздал свой первый компьютер Z1. Законченная модель насчитывала 30 тыс. компонентов, стоила 800 тыс. немецких марок и потребовала для своей сборки труда 4 энтузиастов (включая самого Цузе). Финансирование проекта обеспечивалось компанией Siemens AG наряду с пятью другими компаниями.
За свой вклад и первые успехи в области автоматических вычислений, независимое предложение использования двоичной системы и арифметики с плавающей запятой, а также проектирование первого в Германии и одного из самых первых в мире программно-управляемых компьютеров в 1965 году Цузе получил мемориальную премию Гарри Гуда, медаль и 2000 долларов от Computer Society.
После ухода на пенсию Цузе занялся своим любимым хобби -- живописью. Цузе умер 18 декабря 1995 года в Хюнфельде (Германия), в возрасте 85 лет. Сегодня несколько городов Германии имеют улицы и здания, названные его именем.
С детских лет мальчик проявлял интерес к конструированию. Ещё в школе он спроектировал действующую модель машины по размену монет и создавал проект города на 37 миллионов жителей. А в годы студенчества к нему впервые пришла идея создания автоматического программируемого вычислителя.
В 1935 году Цузе получил образование инженера в Берлинской высшей технической школе в Шарлоттенбурге, которая сегодня носит название Берлинского технического университета. По её окончании он поступил на работу на авиационную фабрику Хейнкеля в городе Дессау, однако, проработав всего лишь год, уволился, вплотную занявшись созданием программируемой счётной машины. Поэкспериментировав с десятичной системой счисления, молодой инженер предпочёл ей двоичную.
Лист патентной заявки на Z1.
В 1938 году появилась первая действующая разработка Цузе, названная им Z1. Это был двоичный механический вычислитель с электрическим приводом и ограниченной возможностью программирования при помощи клавиатуры. Результат вычислений в десятичной системе отображался на ламповой панели.
Построенный на собственные средства и деньги друзей и смонтированный на столе в гостиной родительского дома, Z1 работал ненадёжно из-за недостаточной точности выполнения составных частей. Впрочем, будучи экспериментальной моделью, ни для каких практических целей он не использовался.
Профессор Цузе в 1990 году у воссозданного им компьютера Z1
Вторая мировая война сделала невозможным общение Цузе с другими энтузиастами создания вычислительной техники в Великобритании и Соединённых Штатах Америки. В 1939 году Цузе был призван на военную службу, однако сумел убедить армейских начальников в необходимости дать ему возможность продолжить свои разработки.
Устройство для считывания программ и данных с импровизированной перфоленты в роли которой выступила использованная фотопленка
В 1940 году он получил поддержку Исследовательского института аэродинамики (нем. Aerodynamische Versuchsanstalt), который использовал его работу для создания управляемых ракет. Благодаря ей Цузе построил доработанную версию вычислителя — Z2 на основе телефонных реле. В отличие от Z1, новая машина считывала инструкции перфорированной 35-миллиметровой киноплёнки. Она тоже была демонстрационной моделью и не использовалась для практических целей. В этом же году Цузе организовал компанию Zuse Apparatebau для производства программируемых машин.
Удовлетворённый функциональностью Z2, в 1941 году Цузе создал уже более совершенную модель — Z3, которую сегодня многие считают первым реально действовавшим программируемым компьютером. Впрочем, программируемость этого двоичного вычислителя, собранного, как и предыдущая модель, на основе телефонных реле, также была ограниченной. Несмотря на то, что порядок вычислений теперь можно было определять заранее, условные переходы и циклы отсутствовали. Тем не менее, Z3 первым среди вычислительных машин Цузе получил практическое применение и использовался для проектирования крыла самолёта.
Z3. Он имел громадную память - 64 слова по 22 бита в каждом.
Все три машины, Z1, Z2 и Z3, были уничтожены в ходе бомбардировок Берлина в 1944 году. А в следующем, 1945 году, и сама созданная Цузе компания прекратила своё существование. Чуть ранее частично законченный Z4 был погружен на подводу и перевезён в безопасное место в баварской деревне. Именно для этого компьютера Цузе разработал первый в мире высокоуровневый язык программирования, названный им Планкалкюль (нем. Plankalkül исчисление планов).
Цузе описал возможности языка Планкалкюль в отдельной брошюре. Там же он описал возможное применение языка для сортировки чисел и выполнения арифметических операций. Кроме того, Цузе составил 49 страницпрограмм на Планкалкюле для оценки шахматных позиций. Позже он писал, что ему было интересно проверить эффективность и универсальность Планкалкюля в отношении шахматных задач.
Работа в отрыве от других специалистов Европы и США привела к тому, что лишь незначительная часть его работы стала известной. Полностью работа Цузе была издана лишь в 1972 году. И вполне возможно, что если бы язык Планкалкюль стал известен раньше, пути развития компьютерной техники и программирования могли бы измениться.
Сам Цузе не создал реализации для своего языка. Первый компилятор языка Планкалкюль (для современных компьютеров) был создан в Свободном университете Берлина лишь в 2000 году , через пять лет после смерти Конрада Цузе.
Первый офис фирмы Zuses Werkstatt в Neukirchen , 2010 год
В 1946 году Цузе организовал коммерческую компанию по производству компьютеров «Инженерная служба Цузе в Хопферау» (нем. Zuse-Ingenieurbüro Hopferau). Венчурный капитал был получен от Швейцарской высшей технической школы и компании IBM.
Ещё через три года, в 1949 году, обосновавшись в городе Хюнфельде, Цузе создал компанию Zuse KG. В сентябре 1950 года Z4 был, наконец, закончен и поставлен в ETH Zürich. В то время он был единственным работающим компьютером в континентальной Европе и первым компьютером в мире, который был продан. В этом Z4 на пять месяцев опередил Марк I и на десять — UNIVAC. Цузе и его компанией были построены и другие компьютеры, название каждого из которых начиналось с заглавной буквы Z.
Наиболее известны машины Z11, продававшийся предприятиям оптической промышленности и университетам, и Z22 — первый компьютер с памятью на магнитных носителях.
Кроме вычислительных машин общего назначения, Цузе построил несколько специализированных вычислителей. Так, вычислители S1 и S2 использовались для определения точных размеров деталей в авиационной технике. Машина S2, помимо вычислителя, включала ещё и измерительные устройства для выполнения обмеров самолетов. Компьютер L1, так и оставшийся в виде экспериментального образца, предназначался Цузе для решения логических проблем.
К 1967 году фирма Zuse KG поставила 251 компьютер, на сумму около 100 миллионов дойчмарок, однако из-за финансовых проблем она была продана компании Siemens AG. Тем не менее, Цузе продолжал проводить исследования в области компьютеров и работал специалистом-консультантом Siemens AG.
Цузе считал, что устройство Вселенной похоже на сеть взаимосвязанных компьютеров. В 1969 году он издал книгу «Вычислительное пространство» (нем. Rechnender Raum), переведённую через год сотрудниками Массачусетского технологического института.
В 1987—1989 годах, несмотря на перенесённый сердечный приступ, Цузе воссоздал свой первый компьютер Z1. Законченная модель насчитывала 30 тыс. компонентов, стоила 800 тыс. немецких марок и потребовала для своей сборки труда 4 энтузиастов (включая самого Цузе). Финансирование проекта обеспечивалось компанией Siemens AG наряду с пятью другими компаниями.
В настоящее время полностью функционирующая модель компьютера Z3 находится в «Немецком музее» города Мюнхена, а модель вычислителя Z1 передана в Немецкий технический музей Берлина. Сегодня в последнем открыта также специальная выставка, посвящённая Конраду Цузе и его работам. На выставке представлены двенадцать его машин, оригинальные документы по разработке языка Планкалкюль и несколько картин Цузе.
За свой вклад и первые успехи в области автоматических вычислений, независимое предложение использования двоичной системы и арифметики с плавающей запятой, а также проектирование первого в Германии и одного из самых первых в мире программно-управляемых компьютеров в 1965 году Цузе получил мемориальную премию Гарри Гуда (англ. Harry H. Goode Memorial Award), медаль и 2000 долларов от Computer Society (англ.).
В 1985 году Цузе стал первым почётным членом немецкого «Общества информатики», а с 1987 года оно начало присваивать «Медаль Конрада Цузе», ставшую сегодня известнейшей немецкой наградой в области информатики. В 1995 году за дело всей жизни Цузе был удостоен ордена «Крест за заслуги перед Федеративной Республикой Германия». В 2003 году на канале ZDF он был назван «величайшим» из живших немцев.
Политически Цузе относил себя к социалистам. Кроме прочего, это выразилось в стремлении поставить компьютеры на службу социалистическим идеям. В рамках «эквивалентной экономики» Цузе, совместно с Арно Петерсом, работал над созданием концепта высокотехнологичной плановой экономики, базирующейся на управлении мощными современными компьютерами. В процессе разработки этого концепта Цузе ввёл термин «компьютерный социализм». Результатом этой работы была книга «Компьютерный социализм. Беседы с Конрадом Цузе» (2000), опубликованная в соавторстве.
После ухода на пенсию Цузе занялся своим любимым хобби — живописью. Цузе умер 18 декабря 1995 года в Хюнфельде (Германия), в возрасте 85 лет. Сегодня несколько городов Германии имеют улицы и здания, названные его именем.
Оригинал текста взят у
Z1 Конрада Цузе
Создателем первого действующего компьютера с программным управлением считают немецкого инженера Конрада Цузе, который с детства любил изобретать и, еще когда учился в школе, сконструировал модель машины для размена денег.
О машине, способной выполнять вместо человека утомительные вычисления, он стал мечтать, когда был еще студентом. Не зная о работе Чарльза Бэббиджа, Цузе вскоре приступил к созданию устройства, во многом подобного Аналитической машине этого английского математика.
В 1936 году Цузе уволился из фирмы, где работал, чтобы отдавать больше времени постройке компьютера. Получив определенную сумму денег от друзей, он устроил “мастерскую” на маленьком столе в углу гостиной в доме родителей. Когда размеры машины стали расти, Цузе сначала придвинул к своему рабочему месту еще два стола, а затем переместился со своим прибором в середину комнаты. Примерно через два года компьютер, который занимал площадь около 4 м2 и представлял собой хитросплетение реле и проводов, был готов.
Машина, названная им Z 1 (от Zuse - фамилии Цузе, написанной по-немецки), имела клавиатуру для ввода данных. Результат вычислений появлялся на панели - для этого использовалось множество маленьких лампочек. В целом Цузе был доволен аппаратом, но считал ввод с клавиатуры неудобным и медленным. Он начал поиск других вариантов, и спустя какое-то время решение было найдено: команды для машины стали вводиться с помощью использованной 35-миллиметровой фотопленки, в которой пробивались отверстия. Машина, работавшая с перфолентой, получила название Z 2. А в 1941 году Конрад Цузе завершил постройку релейного компьютера Z 3, где применялась двоичная система счисления .
Эти образцы машин были уничтожены при бомбардировках во время войны. Осталась лишь появившаяся в марте 1945 года машина Z 4 (которая использовалась для научных расчетов в Геттингенском университете), а позже Цузе изготовил еще модель Z 5. Основными элементами всех его компьютеров служили электромеханические реле, подобные тем, что применялись тогда, например, в телефонных коммутаторах .
В 1942 году Цузе и австрийский инженер-электрик Хельмут Шрайер, время от времени сотрудничавший с Цузе, предложили создать устройство принципиально нового типа . Они собирались перевести компьютер Z 3 с электромеханических реле на вакуумные электронные лампы, у которых нет движущихся деталей. Новая машина должна была действовать в сотни раз быстрее, чем любая из машин, имевшихся в то время в воюющей Германии. Однако данное предложение было отклонено: Гитлер наложил запрет на все “долговременные” научные разработки, поскольку был уверен в быстрой победе.
В тяжелые послевоенные годы Цузе, не имея возможности продолжать в полной мере работу непосредственно над компьютером, направил всю свою энергию на развитие теории. Он придумал эффективный способ программирования, причем не только для компьютера Z 4, но и для любой другой подобной машины.
Работая в одиночку, Цузе создал систему программирования, получившую название Plankalkul (Планкалкюль, “исчисление планов”) . Этот язык (превосходящий “в определенных моментах” по своим возможностям появившийся примерно на 12 лет позже Алгол) называют первым языком высокого уровня.
Цузе подготовил брошюру, где рассказал о своем творении и возможности его применения для решения разнообразных задач, включая сортировку чисел и выполнение арифметических действий в двоичной системе счисления (другие компьютеры того времени работали в десятичной системе), а также представил несколько десятков фрагментов программ на Планкалкюле для оценки шахматных позиций.
Не рассчитывая увидеть свой язык реализованным на компьютере, он отмечал:
“Планкалкюль родился исключительно как результат теоретической работы, без всякой связи с тем, появятся или нет в обозримом будущем машины, подходящие к программам на Планкалкюле” .
Целиком работа Цузе была издана лишь в 1970-х годах. Эта публикация заставила специалистов задуматься над тем, какое влияние мог бы оказать Планкалкюль, будь он широко известен раньше.
В США созданием релейных компьютеров занимались независимо от Цузе Джордж Штибитц (машины “Модель I”, ..., “Модель V”) и Говард Эйкен (“Марк 1” и другие компьютеры) . А одной из наиболее совершенных “чисто релейных” машин была РВМ-1, сконструированная и построенная под руководством специалиста по счетным устройствам Николая Ивановича Бессонова у нас в стране в середине 1950-х годов .
Релейные компьютеры имели невысокую скорость выполнения арифметических операций и невысокую надежность, что объяснялось прежде всего низким быстродействием и малой надежностью их основных счетных и запоминающих элементов - электромеханических реле. Кроме того, у этих машин был тот же недостаток, что и у Аналитической машины Бэббиджа: отсутствие хранимой в памяти программы. Однако они занимают весьма почетное место в истории компьютерной техники, так как являются первыми действовавшими автоматическими программно-управляемыми универсальными компьютерами.
Сегодня, когда персональные компьютеры штампуют миллионами единиц ежегодно, трудно вообразить себе, что еще каких-то 60-70 лет назад вычислительные машины собирались вручную единичными энтузиастами, в условиях, далеких от фабричных. 30-е и 40-е годы прошлого века были "пионерной" вехой в истории создания компьютеров. Это было удивительное время, которое предопределило не только развитие и рост вычислительной техники в дальнейшем. Оно также ознаменовало собой начало тотальной зависимости человека от компьютеров практически во всех сферах его жизнедеятельности, начало компьютеризации, цифровых способов вычисления и хранения данных и т.д.
Наиболее быстрые и важные подвижки в развитии науки и техники происходят благодаря ВПК, то бишь, военно-промышленному комплексу. Именно здесь обычно концентрируются громадные человеческие, денежные и иные ресурсы. По этой причине армии нужны самые высокотехнологичные орудия убийства, разработка которых требует не только затрат, но также научно-технических инноваций, открытий. Вряд ли развитие атомной энергетики шло такими темпами, не будь у США и СССР настоящей гонки по созданию атомной бомбы. В Первой Мировой войне применялась и артиллерия, и бронетанковые войска, и авиация, однако сложные расчеты (баллистические, например) ещё не требовались, ввиду явной "недоразвитости" военной техники, науки и промышленности. А в 30-х годах прошлого века военным наиболее развитых государств мира потребовались машины, которые могли быстро и точно рассчитывать самые разнообразные операции. Справляться с рутинной работой, нарастающей, словно снежный ком, людям становилось все сложнее и сложнее, отчего у наиболее одаренных представителей рода человеческого появилась идея переложить скучное занятие на "механические плечи" вычислительной машины. Словом, предвоенная ситуация в Европе середины 30-х годов ХХ века буквально подталкивала технических гениев в генеральские объятья. Не смог удержаться от подобного "братания" и Конрад Цузе (Konrad Zuse), выдающийся немецкий конструктор и мыслитель. Цузе родился 22 июня 1910 г. в Берлине, но вырос на севере Саксонии. Изобретать юный Конрад начал с раннего возраста. Общеизвестен такой факт - в школе им был представлен проект действующей машины для размена монет. Так что неудивительно, что в 1935 г. Цузе успешно закончил Высшую техническую школу Берлин-Шарлоттенбург и вышел оттуда с дипломом инженера. Затем судьба привела его в авиационную фабрику "Хеншель" в городе Дессау. Здесь и пересеклись интересы Цузе и военных. Поначалу - весьма своеобразно. На фабрике новоиспеченный инженер проработал около года, а затем положил на стол начальству заявление об уходе. Но ушел Цузе затем, чтобы заняться созданием... программируемой счетной машины. Еще в студенческие годы (начиная примерно с 1934 г.) он стал задумываться над созданием машины для вычислений. Окончательный импульс к созданию такой машины дали каждодневные рутинные расчеты, которыми приходилось заниматься Конраду на работе. В частности, он корпел над расчетами нагрузки, возникающей при вибрации крыла. Но вычислительная программируемая машина - это не машина для размена монет. Конрад Цузе понимал всю серьезность дела, за которое он взялся, а потому сразу оборудовал целую комнату в доме родителей под свою "мастерскую". Родители не разделяли сыновнего энтузиазма, однако, надо отдать им должное, оказывали Конраду всяческую помощь. Таким образом, денежные средства на постройку машины были исключительно частными. Начало работ над первой вычислительной программируемой машиной Цузе относится к 1936 г. Характерной особенностью этой машины являлось то, что для переключения использовались не реле, а металлические пластины. Упорству Цузе можно только позавидовать, ведь эти пластины количеством два десятка тысяч (!) были вырезаны лобзиком, впрочем, не без помощи ближайших друзей. Несмотря на все сложности, в 1938 году Цузе смог продемонстрировать родителям и друзьям программируемую цифровую машину. Поначалу она носила название V-1 (Versuchsmodell-1, то есть "Опытная модель"), позднее, названия всех компьютеров Конрада стали начинаться с буквы Z (Z1, Z2, Z3 и т.д. - по начальной букве фамилии изобретателя).
Компьютер Z1 имел большинство черт, присущих современному ПК. Это и двоичный код (Цузе дальновидно отказался от десятичной системы исчисления) 1 , и отдельный блок памяти, и возможность ввода данных с консоли, и обработка чисел с плавающей запятой. В качестве носителя для ввода данных могла использоваться перфокарта, которую Цузе приспособился делать из 35-миллиметровой кинопленки, пробивая в ней отверстия. У Z1 был один серьезный недостаток - ненадежность вычислений. Модель действительно являлась экспериментальной, хотя могла использоваться для научных вычислений. И, конечно, не была продана. Между прочим, для ранних компьютеров (вплоть до начала бума IBM PC-совместимых компьютеров в начале 80-х годов ХХ в.) показатель реализации был очень важен и служил, своего рода, индикатором успеха. Однако Z1 не суждено было остаться даже в единственном оригинальном экземпляре. В 1943 году компьютер был уничтожен после авиабомбежки вместе со всеми конструкторскими чертежами и схемами 2 .
Основные характеристики Z1
|
Реализация |
Тонкие металлические пластины |
|
Частота |
|
|
Вычислительный блок |
|
|
Средняя скорость вычислений |
Умножение - 5 секунд |
|
Ввод данных |
|
|
Вывод данных |
|
|
Память |
64 слова по 22 бита |
|
Вес |
Около 500 кг |
К сожалению, Конрад Цузе не избежал отправки в расположение военных частей - фашистская Германия развязала Вторую Мировую войну. Однако в роли солдата-пехотинца Цузе пришлось побыть недолго, не более полугода, изобретателю удалось убедить военное руководство, что больше пользы он принесет не на поле брани, а за постройкой нового компьютера (известного теперь как Z2). Институт аэродинамических исследований Третьего рейха даже начал финансирование работы Цузе; в 1940 году тот смог открыть небольшую компанию "Zuse Apparatebau" по созданию компьютеров, которая просуществовала до конца войны. Неточность и ненадежность Z1 (из-за механической конструктивной сложности) подтолкнула Цузе обратиться к использованию электромеханических переключателей - реле, для большей точности в вычислениях (ограниченный в средствах, Цузе приобретал в телефонных компаниях списанные реле). Память Z2 по-прежнему состояла из металлических пластин, зато вычислительный блок - из 800 реле. К весне 1939 года Z2 был готов. Дальше совершенствовать это "поколение" компьютеров не имело смысла, Цузе уже видел прообраз будущей машины, которая была бы целиком релейной и служила не только демонстрационной моделью.
Основные характеристики Z2
|
Реализация |
Тонкие металлические пластины, реле |
|
Частота |
|
|
Вычислительный блок |
Обработка чисел с плавающей запятой, длина машинного слова - 16 бит |
|
Средняя скорость вычислений |
Умножение - 5 секунд |
|
Ввод данных |
Клавиатура, устройство считывания с перфоленты |
|
Память |
16 слов по 16 бит |
|
Вес |
Около 500 кг |
12 мая 1941 года в Берлине Цузе представил собравшимся ученым знаменитый компьютер . Успех демонстрации был огромен. Не случайно именно Z3 считается первым работоспособным, свободно программируемым компьютером в мире (его "конкуренты", Mark I и ENIAC появились после 1943 года). Правда, в памяти Z3 программы не хранил, для этого память из 64 слов была мала, да Цузе и не стремился к этому. Имелся недостаток - отсутствие реализации условного перехода.
Однако главная проблема заключалась в том, что высшие военные чины Вермахта не сомневались в быстрой победе германского оружия, а потому придавали мало значения компьютерам. Показателен такой факт. Однажды Цузе и его друг Гельмут Шрейер, инженер по специальности, обратились за помощью к генералам, чтобы те помогли с финансированием ЭВМ, созданной не на реле, а на вакуумных лампах (идея Шрейера). Военные, услышав, что на постройку такого компьютера уйдет около двух лет, отвергли идею Цузе-Шрейере, заявив, что войну Германия выиграет гораздо раньше, обойдясь без помощи новых электронных вычислительных средств. Безусловно, после нападения Гитлера на СССР фашистской Германии не помогли бы никакие компьютеры, но приведенный случай наглядно показывает (как и направление Цузе на фронт), что немецкое руководство не понимало всей перспективности компьютеростроения. В этом плане показательна работа над "оружием возмездия" ("Фау"), которая то форсировалась, то замедлялась в зависимости от успехов/неуспехов на военных фронтах.
Основные характеристики Z3
|
Реализация |
Реле (600 - блок вычислений, 1600 - блок памяти) |
|
Частота |
|
|
Вычислительный блок |
Обработка чисел с плавающей запятой, длина машинного слова - 22 бита |
|
Средняя скорость вычислений |
Умножение, деление - 3 секунды, сложение - 0,7 секунд |
|
Ввод данных |
Клавиатура, устройство считывания с перфоленты |
|
Вывод данных |
Ламповая панель (десятичное представление) |
|
Память |
64 слова по 22 бита |
|
Вес |
Около 1000 кг |
Вплоть до 1944 года Z3 успешно использовали для авиационных расчетов, когда опять же после бомбардировки, компьютер был уничтожен3. Несгибаемый Конрад Цузе берется за создание четвертого компьютера - Z4.
На долю Z4, в отличие от предшественников, выпала завидная судьба. Компания Цузе готовила Z4 для серийного производства, однако страх перед бомбежками вынудил не окончательно отлаженный компьютер вывезти из Берлина. Первоначально его планировали спрятать в подземной фабрике в Нордхаузене, где собирались ракеты "Фау". Но, когда Цузе, спустившись в ужасное подземелье, увидел тысячи заключенных, работавших (и погибавших) там, в нечеловеческих условиях, он с ужасом отверг это место. Так Z4 повезли в баварские Альпы, где в местечке Оберох Цузе повстречался с еще одним выдающимся немецким изобретателем и конструктором - Вернером фон Брауном, прославившимся созданием первой боевой баллистической ракеты (A-4/V-2)4. К бодро шагавшему в плен фон Брауну Цузе не примкнул, а, пройдя еще 20 км, спрятал компьютер в разобранном виде в сарае альпийского отеля местечка Хинтерштайн. Послевоенные годы были тяжелым испытанием для Цузе, которому пришлось практически заново собирать Z4. Для восстановления механической памяти брались железные консервные банки, оставленные войсками антигитлеровской коалиции. Чтобы как-то выжить, Цузе задействовал свой второй талант - художника. Он делал гравюры на дереве и продавал их местным фермерам и американским солдатам. В 1948 году восстановленный Z4 был на лошадях перевезен в местечко Хопферау, где Цузе посетил профессор Штифель из Высшей технической школы в Цюрихе (ETHZ). До сих пор не совсем ясно, откуда профессор проведал про Z4. Эта встреча стала поворотным пунктом для дальнейшей жизни Конрада Цузе. На глазах у Штифеля он написал программу, сделал перфокарту и ввел данные в Z4. Полученный результат был правильным. Воодушевленный этим, Штифель предложил арендовать Z4. Чтобы подписать контракт с ETHZ, Цузе зарегистрировал компанию "Zuse KG". Надо сказать, что выбора у цюрихского профессора не было. На тот момент он мог рассчитывать лишь на Z4, поскольку американские компьютеры заполучить было невозможно, а машина Цузе работала надежно (даже несмотря на память из металлических пластин), имела специальный блок для создания программ и ряд других плюсов.
Основные характеристики Z4
|
Реализация |
Реле, память - металлические пластины |
|
Частота |
|
|
Вычислительный блок |
Обработка чисел с плавающей запятой, длина машинного слова - 32 бита |
|
Средняя скорость вычислений |
Примечания
|