Konrad Zuse: un soñador, que creó el primer ordenador

La Segunda Guerra Mundial dio un fuerte impulso al desarrollo de la tecnología y la ciencia. Complejo militar-industrial siempre va a enormes recursos humanos, financieros y otros recursos. Y los nazis en su obsesión por dominar el mundo, especialmente con celo trabajaron en invenciones y la innovación científica y técnica. Pero nada menos que la historia de la creación de la primera programación de computadoras comenzaron incluso antes de la guerra, con el deseo de costumbre de un arquitecto alemán para simplificar su vida. I>






Konrad Zuse (1910-1995 aa.) i>

Ingeniero e inventor de la primera computadora programable de trabajo del mundo alemán Konrad Zuse se metió en el mundo de la tecnología de la información casi por accidente. El inventor futuro estaba dotado de un buen talento para las artes plásticas, así como la construcción amado y construcción. Así que se matriculó en la Universidad Técnica de Berlín en la Facultad de Arquitectura e Ingeniería Civil (1930 a 1935), que se interesó por las matemáticas y la física. Durante el entrenamiento, el estudio de la construcción de edificios y carreteras, Zuse se enfrenta a un grave problema. Este tipo de soluciones de diseño requieren grandes sistemas de ecuaciones lineales, que eran muy difíciles de calcular mediante una regla de cálculo o una calculadora mecánica de la época.
Como se recuerda Zuse: «Yo era un estudiante de ingeniería civil en Berlín. Berlín - una ciudad hermosa, que se abre al joven un montón de oportunidades para pasar el tiempo, por ejemplo, con una muchacha bonita. En su lugar, nos vimos obligados a realizar enormes y terribles cálculos ». I>

Para estos fracasos, los ingenieros utilizan una mesa especial, que registró la fórmula para realizar operaciones básicas en el sistema binario. Fue entonces que Zuse tuvo la idea de automatizar este proceso mediante la aplicación de un dispositivo de computación simple. En otras palabras - para inventar la primera máquina de calcular programable binaria
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(foto binario computadora programable Z1) i>

A través de las espinas de las estrellas

En 1936, Zuse completó plan lógico para su primera V1 ordenador (desde el Versuchsmodell-1 alemán, que es "modelo experimental"). De hecho, los nombres de todas las máquinas iban a comenzar con V (V1 a V4), pero después de la Segunda Guerra Mundial, se cambiaron los nombres en la Z1-Z4 (letra inicial del apellido del inventor) para evitar asociaciones desagradables con cohetes militares-V1 V4.




(proyecto de plan) i>

Zuse no tenía experiencia en el campo de la electrónica, no tienen suficiente conocimiento en el campo de la mecánica y, por supuesto, no podía conocer los principios de funcionamiento de otros dispositivos informáticos. Pero estas circunstancias no me molestó. El joven inventor de inmediato comenzó a poner en práctica sus ideas. Con la ayuda de amigos, reunió una pequeña cantidad de dinero para la investigación, y junto con un par de amigos se fue a trabajar. El proceso de desarrollo y de reunión tuvo lugar en el apartamento de Berlín de sus padres - Sala de estar casera convirtió en un taller real. No laboratorios especialmente equipados, sin la ayuda de los gobiernos, ministerios o universidades. Conrad hizo todo por sí mismo, la creación de un equipo desde prácticamente nada. Por otro lado, quizás es este hecho le dio la ventaja ya que era capaz de mirar a los diferentes temas de la máquina aritmética y encontrar un nuevo enfoque para resolver problemas específicos. Más tarde, el inventor de la escritura que, debido a la falta de información no se limita a la búsqueda de un sistema para calcular automáticamente la mejor. Después de probar el sistema decimal, Zuse centró en binario.




(Zuse durante el funcionamiento) i>

Existía en el momento de los mecanismos computacionales fueron construidas utilizando componentes giratorios y operan en los valores en el sistema decimal. Z1 característica especial era que se dedica a la transformación de los números en el sistema binario, y no se utilizan para cambiar el relé, y la placa de metal. Cabe señalar que estas placas se cortan Zuse y sus amigos rompecabezas usual manualmente (2000 piezas!). Las placas se mueven una dirección determinada. Planchas offset que indican los valores calculados y los valores de las operaciones matemáticas, se mueven una serie de otros platos, cambian el caso de números binarios y guardar los resultados intermedios. Estos datos hacen otros cambios. En realidad, preguntó el operador de un simple cálculo del algoritmo secuencial y fue el prototipo del programa informático moderno. Una característica notable del primer equipo tiene un teclado para introducir datos con luces intermitentes para indicar los resultados.

El trabajo en la invención tardó más de dos años. En 1938, la máquina Z1 vio la luz. Era enorme, que consta de 20 000 piezas. Potencia del motor eléctrico de 1 kW. siempre que uno reloj de Hertz (un ciclo por segundo).

Características principales Z1

Realización: de metal delgada placa
Votar: 1 Hz
Unidad Computing: de procesamiento de punto flotante
El cálculo de la velocidad media: de multiplicación - 10 segundos, además - 5 segundos
Entrada de datos: del teclado, de una cinta perforada lector
Salida: lámpara del panel (representación decimal)
Memoria: 64 palabras de 22 bits
Peso: 1000 kg

El primer dispositivo de Zuse tuvo la capacidad de "guardar el programa." Además, no había ninguna instrucción de ramificación condicional. Pero si es o no querer más de las máquinas construidas a partir de placas de metal y que tiene 64 palabras de la memoria? Además Zuse mismo desarrolló la base teórica para sus equipos. Estaba familiarizado con el sistema digital binario de Leibnitz. Pero no tenía ni idea de George Boole álgebra. Tuvo que aprender la lógica matemática de muchos científicos prominentes para desarrollar su propio sistema, llamado la designación "condicional combinatoria» (Bedingungskombinatorik).




(trabajo vivo) i>

Tsuza Mecánica tenía gran valor científico, mostrando la capacidad de crear el software de las computadoras, trabajando con el código binario. Pero la fiabilidad del coche no era muy bueno. El dispositivo constantemente se rompió a causa de equipos de mala calidad. En funcionamiento, el problema surge de memoria del procesador en la sincronización requerida para evitar una tensión mecánica excesiva en las partes móviles. Pero la arquitectura de la invención parecía bastante exitoso y ha llevado Zuse considerar otros tipos de tecnología.

En futuros trabajos en la máquina influido mucho en cada Zuse, ingeniero electrónico Helmut Schröer. Agradeció el desarrollo y sugirió que mejoró mediante la sustitución de la placa de tubos de vacío. Y cuando se crea un nuevo modelo para guardarlo principios lógicos de la anterior, permitiendo a los operadores para realizar operaciones matemáticas con números decimales.

En 1938, Zuse y Schröer hizo una demostración de los circuitos electrónicos de la Universidad de Berlín, contando en detalle acerca de la construcción de un ordenador electrónico. Pero tan pronto como ellos mencionan que un dispositivo de este tipo requeriría alrededor de 2.000 tubos de vacío y varios miles de bombillas, ya que casi ridiculizados. Universidad científicos venture clasificada como la fantasía de los dos soñadores. El hecho de que los dispositivos electrónicos más grandes de la época consistía en sólo unos cientos de tubos de electrones.
Pero la crítica de profesores no influyó en la decisión de llevar a cabo nuestros planes, y los amigos ensamblar un nuevo modelo.



(colegas científicos Zuse y Schröer) i>

Tratando de encontrar financiación Zuse trató de firmar un contrato con el ex fabricante de calculadoras mecánicas Kurt Pannke. Él recibió una negativa cortés. Pannke expresó su confianza en que en el campo de las computadoras ya se inventó todo lo posible. Sin embargo, el ex fabricante de calculadoras accedió a asistir a un taller Zuse y quedó tan impresionado con su trabajo, que decidió dar el inventor siete mil marcos alemanes.

La búsqueda de la excelencia

Inicio de la Segunda Guerra Mundial puso fin a la investigación conjunta, Zuse fue reclutado por el ejército nazi. Pasó menos de seis meses. Debido a la solicitud de científicos influyentes e ingenieros en 1940, Zuse fue dado de alta en Berlín, donde se convirtió en un miembro de la élite científica de Hitler.

El trabajo en la computadora electrónica relé reanudó. Schröer ofreció de nuevo sus servicios. Los investigadores han solicitado apoyo financiero a las autoridades militares, que ofrece para desarrollar un dispositivo moderno de las fuerzas aéreas de Alemania. Tal máquina podría manejar rápidamente cálculos complejos, aumentando así la eficiencia de la aviación táctica. De acuerdo con estimaciones preliminares de los científicos de la invención de una máquina que tomaría unos dos años. Pero los militares se negaron. Los líderes de la Wehrmacht estaba convencido de que durante un período de la Alemania nazi ya ha llegado a dominar el mundo.

No perder la esperanza, los científicos recurrieron a la directora de Berlín fábrica de aviones «Henschel», efectuando bombarderos tácticos. Y finalmente recibió la aprobación, la fábrica aprovechó la oportunidad para utilizar en la creación de equipos militares y la tecnología informática. Zuse fue concedido un departamento especial con la mejor compañía de ingeniero electrónico. Y a finales de 1940, Z2 se puso en funcionamiento. El nuevo equipo estaba equipado con un relés basados ​​en el procesador de señal digital y tubos de vacío. Calcula automáticamente el número de parámetros de las bombas del estabilizador de geometría, los convierte en valor analógico del sistema de numeración binario, el cálculo de los datos requeridos en un pre-introducida por las fórmulas de operador y dio el resultado final como un decimal. Los resultados se envían directamente a la sala de producción.

En el mismo año se inició el desarrollo de Zuse Z3 - Máquina construida enteramente en el equipo, pero la estructura lógica de la Z1 y Z2. Ella estaba lista para la operación en 1941, 4 años antes del desarrollo de Científicos Americanos - ENIAC computadora digital electrónica.



Ordenador programable Z3 y fue creado sobre la base de relés electrónicos (600 a 1.400 unidades aritméticas y control de memoria de la unidad 400). En todo lo demás, parecía que la Z1 y Z2: sistema numérico binario, de punto flotante unidad aritmética con dos registros de 22 bits, control a través de la cinta de 8 canales (es decir, el equipo consta de 8 bits). Cada una de las palabras pueden clasificarse en la memoria del ordenador en un solo ciclo de reloj. Total general de memoria de hasta 64 palabras de 22 bits. Que esta máquina se utilizó por primera vez por el principio moderno de la asignación de memoria de direcciones cuando cada palabra de 22 bits se puede colocar en o elimina de la memoria de sus equipos y prz PSZ (z - correspondiente registro de memoria de acceso aleatorio con direcciones de 1 al 64). Unidad de ordenador Aritmética representó sumadores paralelos que fueron utilizados para procesar las expresiones logarítmicas y números de punto flotante.

Zuse desarrolló un conjunto de instrucciones, que incluyó una docena de grandes y docenas de otros equipos. Era un lenguaje de programación real utilizado para definir algoritmos complejos de computación. Así Zuse se le atribuye la creación de la primera e incluso lenguaje de alto nivel - Plankalkül (alemán Plankalkül - «planes de cálculo"). Sus características únicas son: portabilidad libre (independencia de la arquitectura y el conjunto de instrucciones de la máquina), los operadores de las condiciones (excepto ELSE), bucles, subrutinas, sin recursividad, trabajo con matrices y submatrices y compleja
sintaxis
En diciembre de 1941, el Z3 se puso en funcionamiento y luego adoptado por los fabricantes de aviones militares. Se calcula utilizando la aerodinámica Z3 y características balísticas de los primeros misiles de crucero alemán.

Después de la implementación exitosa de la industria militar Z3, Zuse contrato con la Fuerza Aérea alemana controlada por la Investigación (DIV) para el diseño de máquina de computación eléctrica de la nueva generación.



(en el fondo Zuse Z3) i>

El tan esperado Z4

El nuevo modelo fue muy similar a la Z3, incluso en todo el desarrollo avanzado Zuse. Este equipo incluye elementos: 2.500 relé, relé de paso 21. Ya en el año 1024 tenía registra una memoria para almacenar palabras de 22 bits. Gracias a procesadores más potentes se ha incrementado la velocidad de la conversión de números binarios. Z4 tiene un dispositivo para la preparación del programa. También sabía cómo evitar resultados de los cálculos incorrectos. Consumo de energía de la máquina fue de 4 kW.

Creación de un nuevo equipo tardó tres años en diciembre de 1944 y el proyecto está a punto de concluir. Trabajando en el Z4, el inventor puso el objetivo principal de construir un prototipo de una máquina que más tarde podría producir miles. Pero la ausencia de los materiales necesarios y la difícil situación en el país (la altura de las hostilidades), hicieron esta tarea casi imposible. Durante uno de los ataques aéreos sobre Berlín, la primera copia de Z3 fue completamente destruida, y cuando en mayo de 1945 en la capital alemana se convirtió en el ejército soviético, Zuse tuvo que huir con su familia en Baviera. Con él, seguro que ya recogió ensamblado equipo Z4. En los Alpes bávaros, escondió el coche a un momento de tranquilidad.

Características principales Z4

Realización: Relay, memoria - placas de metal
Votar: 30 Hz
Unidad Computing: números de punto flotante de procesamiento, la longitud de la palabra máquina - 32 bits
El cálculo de la velocidad media: 0, 4 segundos para construir, 0, 3 segundos para
multiplicación El cálculo de la velocidad media: 11 multiplicaciones por segundo
Entrada de datos: El teclado decimal con una cinta lector
perforada Salida: máquina de escribir marca «Mercedes»
Memoria: 64 palabras de 22 bits
Peso: 1000 kg



(ordenador Z4) i>

En 1948, Zuse contacto con el profesor Edward Stiefel, quien admitió Z4 adecuado para cálculos científicos. Aunque un poco de máquinas de tecnología anticuada, Stiefel quedó impresionado por la sencillez de la programación y la unidad aritmética poder con su capacidad para manejar excepciones.

Animado por este éxito, Zuse creó su propia compañía de Zuse KG. De hecho, fue la primera empresa comercial del mundo dedicada exclusivamente al desarrollo y producción de tecnología informática para la aviación y la industria óptica, laboratorios universitarios. La compañía ha establecido la liberación comercial de los equipos que son populares en los años 50 Alemania (Z5, Z11, Z22 y Z23). La compañía Zuse construyó la primera computadora con una memoria en soporte magnético Z22.



(memoria de la computadora en medios magnético Z22) i>

A pesar del talento de ingeniería y diligencia, Zuse iba a la zaga de sus competidores estadounidenses. La Alemania de posguerra no era el lugar más adecuado para la innovación en el futuro electrónico. Todas las ganancias fueron al gobierno de la reconstrucción del país. Sí, y Zuse no tenía la infraestructura necesaria para un mayor desarrollo. Él no pudo en tiempo para aprender sobre los nuevos dispositivos y programas
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Y en los 60 años en el mercado europeo llena activamente computadoras electrónicas estadounidenses, que sustituyeron gradualmente las computadoras Zuse. En 1962 la empresa fue vendida a la empresa «Brown Boveri y Co», y más tarde se convirtió en un miembro de la corporación «Siemens».

Konrad Zuse describió a sí mismo como una persona apolítica. Asunto de su vida que creía que el desarrollo de la tecnología informática en Alemania y lamentó que no se había dado cuenta de su sueño - para crear un PC portátil para gente de negocios. Esto superó sus desarrolladores estadounidenses. Después de vender la compañía comenzó su largo tiempo la pasión - la pintura. E incluso escribió un par de retratos de gente famosa en el mundo de la tecnología informática. Uno de ellos era Bill Gates, con quien la universidad se reunió en la exposición.



(Zuse para su segundo pasatiempo favorito) i>

Konrad Zuse murió en 1995 en la ciudad Hyuhnfeld (Alemania), antes de la edad de ochenta y cinco.

El original Z1, Z2, Z3 y no han llegado hasta nuestros días, que fueron destruidos durante el bombardeo de Berlín en 1945. Pero Zuse logró salvar un ordenador Z4, que es la casa del inventor en el Museo de la Técnica de Berlín.



California Computer History Museum en Mountain View póstumamente incluido en su calidad de miembro Konrad Zuse, el inventor como un excelente primer ordenador totalmente automatizado controlado.

Fuente: geektimes.ru/company/ua-hosting/blog/265362/

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