Разное

Цузе компьютер: Найдено давно утерянное руководство к самому старому компьютеру в мире

Содержание

Найдено давно утерянное руководство к самому старому компьютеру в мире

Компьютер Zuse Z4, созданный в 1945 году и в настоящее время хранящийся в музее в Мюнхене, наконец-то обрёл руководство, полностью раскрывающее его секреты. Cloud4Y делится подробностями.

Zuse Z4 считается самым старым сохранившимся компьютером в мире. Выпущенный в 1945 году, отремонтированный и модернизированный в 1949/1950, релейный аппарат находился в аренде в ETH Zürich с 1950 по 1955 год. Инструкции по эксплуатации Z4 давно утеряны, поэтому исследователи и активисты обладали лишь ограниченным знанием его секретов. И вот недавно руководство по эксплуатации было найдено архивистом Эвелин Бош в Цюрихе. Сделано это было случайно, когда она копалась в документах своего отца. Рене Бош, отец Эвелин, работал в Швейцарской высшей технической школе Цюриха (ETH).

В 1950 году ETH Zürich был единственным университетом в континентальной Европе с работающим компьютером с ленточным управлением. Компьютер занимал большую часть комнаты, работал на лентах, а его обслуживанием занималось сразу несколько человек. В то время Z4 был мощной машиной. Он мог выполнять сложение и вычитание за полсекунды, умножение за 3 секунды и выполнять деление и извлечение квадратного корня за шесть секунд. В среднем он выполнял 1000 математических операций в час.

Z4 был последним компьютером, изобретённым нацистами. Незадолго до падения Берлина вермахт эвакуировал машину на запад, в Гёттинген. Его изобретатель Конрад Цузе, создавший первый в мире программируемый компьютер Z3, завершил работу над Z4 в Гёттингене, но ему пришлось снова перевозить устройство, чтобы оно не оказалось у советской армии или у их союзников. Нацисты хотели, чтобы Цузе и его Z4 перебрались в Дора-Миттельбау, концентрационный лагерь, в котором узники строили ракеты Фау.

Цузе отказался и сбежал на юг, в небольшой немецкий городок Бад-Хинделанг. Он спрятал компьютер в сарае и переждал войну, продавая гравюры из дерева местным фермерам и американским войскам. После окончания Второй мировой войны Цузе стал считаться отцом современных коммерческих компьютеров, а Z4 стал его флагманом. Это был один из немногих компьютеров в континентальной Европе, и все его хотели заполучить. В конце концов, Z4 оказался в Институте прикладной математики Швейцарского федерального технологического института в Цюрихе, где выполнял расчеты для швейцарских авиационных инженеров. Именно там, среди исторических документов, связанных с самолётами 1950-х годов, исследователи обнаружили руководство к Z4.

Страницы из руководстваПервая страница руководстваПереход к подпрограммам

Переход к подпрограммам

Среди обнаруженных документов были математические задачи, решённые компьютером Z4 с целью создания реактивного истребителя Р-16. Также были найдены расчёты траектории полёта ракет, крыльев самолета, флаттер-вибраций при пикировании.

СамолётШвейцарский реактивный самолет P-16, для которого Z4 проводил расчеты с 1953 по 1955 год

Находка действительно ценная, поскольку с 1940-х годов уцелел только один компьютер: компьютер на электронных лампах Csirac (1949). Он находится в Мельбурнском музее Австралии. Так что у любителей старых компьютеров теперь будет на пару вопросов меньше.

Конрад Цузе Создатель первого программируемого цифрового компьютера

Конрад Цузе

Создатель первого программируемого цифрового компьютера

Первым, хорошо работающим прибором, была модель Z-3, чья конструкция была закончена в Берлине, в 1941 году, и которую я мог представить специалистам… Сегодня мы знаем, что эта модель была первым действительно действующим компьютером.

Конрад Цузе

Конрад Цузе

Один из мифов, касающийся начального периода истории компьютеров, обычно связывался с исследованиями и разработкой американских ученых и инженеров. Этот миф был разрушен в 1969 году, когда информация относительно компьютеров Цузе стала доступной в США и других странах.

Конрад Цузе родился 22 июня 1910 года в Берлине.

Его отец, Эмиль Цузе, был почтовым чиновником, зарабатывал немного, но вместе с женой Марией Цузе, и сестрой Конрада — Лизелоттой, делал все, что мог, чтобы поддержать интерес сына к конструированию вычислительных машин. Надо сказать, что еще в детстве Конрад сконструировал действующую модель машины для размена монет. В 1935 году он окончил высшую техническую школу (Technische Hochschule) по специальности «гражданское строительство» и начал работать аналитиком в авиакомпании Henschel. Работая в этой компании, Цузе столкнулся с многочисленными нудными вычислениями, связанными с проектированием самолетов. В 1936 году, в возрасте 26 лет, он решил проектировать вычислительный прибор (компьютер), имея для этого накопившиеся идеи и квартиру родителей в качестве «мастерской».

Он собирался построить серию компьютеров, первоначально названных Versuchsmodell (экспериментальная модель). Первый Versuchsmodell, V-1, построенный в 1938 году, был полностью механическим, на 16 машинных слов и занимал площадь 4 кв. метра (восстановленная версия V-1 находится в музее Verker und Technik в Берлине). Серию Versuchsmodell Цузе рассматривал в качестве рабочего инструмента для инженеров и ученых, которые имели дело со сложными аэродинамическими вычислениями.

В начале войны, в 1939 году, Цузе был завербован в армию, но вскоре он и многие инженеры, подобные ему, были освобождены от военной службы и приписаны к инженерным проектам, поддерживающим военную немецкую мощь. Цузе направили в Германский авиационный исследовательский институт в Берлине.

Вернувшись в свой родной город, ученый продолжил совершенствовать серию Versuchsmodell в доме своих родителей, и в большей степени за счет своих собственных средств, хотя он работал в институте, который конструировал военные самолеты для Luftwaffe. Гельмут Шрейер, который сотрудничал с Цузе при создании компьютеров, предложил использовать электромагнитные реле для второго Versuchsmodell, V-2. Шрейер показал Цузе, как эти реле могут быть применены в структуре цифрового механического компьютера, разработанного Цузе. Шрейер, уехавший после войны в Бразилию, также рассматривал возможность применения вакуумных ламп для создания компьютеров, и в конечном счете им была разработана разновидность «триггерной схемы», сейчас широко используемой в компьютерной логике.

V-2 был, конечно, очень ненадежен, но один из редких случаев его нормальной работы случился тогда, когда Альфред Тейхман, ведущий ученый из Германского авиационного института, посетил дом Цузе, по его приглашению. Тейхман был специалистом по важнейшей проблеме самолетостроения — вибрации крыла. Он сразу понял, что машина, подобная V-2, может помочь инженерам решить эту проблему. Проблема вибрации «исчезла под нажатием пальца», позднее вспоминал Цузе.

Тейхман помог Цузе достать денег для его работ по созданию компьютеров, но Цузе продолжал работать в доме своих родителей и никогда не нанимал посторонний штат ассистентов. При помощи Шрейера Цузе завершил первый в мире полностью функциональный, программно-управляемый компьютер в конце 1941 года.

Этот третий Versuchsmodell получил название V-3. Он имел 1400 электромагнитных реле в памяти, 600 реле для управления вычислениями и еще 600 реле для других целей. Компьютер работал в двоичной системе счисления, числа представлялись в форме с плавающей запятой, длина машинного слова составляла 22 бита, объем памяти — 64 бита.

На операцию умножения V-3 затрачивал от трех до пяти секунд. Проблемой, наиболее часто решаемой V-3, было вычисление определителя матрицы (т. е. решение системы уравнений с несколькими переменными). V-3, очевидно, был первым компьютером, который использовал для записи арифметических выражений обратную польскую запись. Изобретение этой системы записи приписывается польскому логику Яну Лукасевичу, но Цузе не знал о вкладе Лукасевича, он просто заново изобрел «колесо», подобно многим другим ученым.

В период Второй мировой войны Цузе переименовал свои первые три компьютера в Z-l, Z-2, Z-3, соответственно, чтобы избежать путаницы с ракетами V-1 и V-2, разрабатываемыми Вернером фон Брауном для войны против Англии. Цузе всегда хотел сделать свои компьютеры серии Z для обшего назначения, но все-таки один компьютер стал специализированным — S-1, вариант Z-3, который, вероятно, поддерживал немецкую военную мощь.

Компьютер Z-3

Этот специализированный компьютер, S-1, помогал Henschel Aircraft Company производить летающие бомбы, известные как HS-293. Не так хорошо известная и широко используемая бомба фон Брауна HS-293 представляла собой беспилотный аэроплан, носимый наверху бомбардировщика. Пилот бомбардировщика ловил цель в поле своего зрения и сбрасывал HS-293, а экипаж бомбардировщика по радио управлял ее планированием к цели. HS-293 взрывала корабли войск союзников после августа 1943 года, а также разрушала мосты в Польше при отступлении немцев в 1945 году.

Компьютер S-1 надежно работал с 1942 по 1944 год на заводе Henschel в Берлине, рассчитывал размеры крыла и поворота руля высоты, важных для HS-293. Рабочие измеряли истинные размеры крыльев и рулей высоты; результаты этих измерений помещались в S-1, который затем вычислял угол отклонения HS-293 от прямой траектории, если эти части будут правильно собраны. Цузе развивал методы программирования своего компьютера, которые не требовали от программиста детального понимания внутренней организации компьютера. Он старался решить проблему, которую можно было назвать нехваткой ведущих мировых программистов, потому что война истощала людские ресурсы. Он попросил общество слепых выслать ему список слепых людей, которые проявили способности в математике. Из списка Цузе выбрал некоего Августа Фоста, который затем стал профессионалом в программировании.

Теперь, когда Z-3 получил признание, Цузе захотел построить еще более мощный компьютер. Он представлял его с большим объемом памяти на 500 чисел и с 32-битным машинным словом. Z-4 был наиболее сложным компьютером Цузе. Он мог складывать, умножать, делить или находить квадратный корень за 3 сек. В это время Цузе уже имел поддержку немецкого военного командования для строительства компьютеров общего назначения, хотя министерство авиации, которое заказывало компьютер, было заинтересовано в компьютере только для вычислений, связанных с проектированием самолетов. К 1942 году Цузе основал фирму «Zuse Apparatebau». Большую часть войны он работал один, но к концу войны под его руководством трудились 20 сотрудников. После немецкого поражения в феврале 1943 года под Сталинградом Цузе стал убежденным сторонником того, чтобы война закончилась. Его компьютеры могли бы пригодиться для мирных целей. Но жизнь была неустойчива, и он не мог быть уверен — останутся ли его машины «в живых». Союзники бомбили Берлин каждый день. Z-3 был разрушен, a Z-4 перед побегом из Берлина в марте 1945 году Цузе пришлось перевозить три раза по городу, чтобы избежать бомбардировок, что нарушило работоспособность прибора.

Цузе позволили покинуть Берлин в последние месяцы войны. В марте 1945 года он и его ассистент перевезли демонтированный Z-4 поездом до Геттингена, 100 миль на запад. По приказу правительства его оборудование следовало отвезти в подземные фабрики около Нортхейма, но после первого посещения концлагерей Цузе отказался. Он поселился возле гор, в мирной баварской деревне. Цузе предлагали уехать из Германии и переехать в Англию или в США. Тогда он мог бы строить компьютеры для англичан в течение послевоенных лет. Но он остался в Германии. Он жил в Хинтерштейне до 1946 года, причем его оборудование было спрятано в подвале фермы.

В 1946 году Цузе переехал в другую альпийскую деревню, Хопферау, около австрийской границы. Там он прожил три года. Было время подумать. Разработка аппаратного обеспечения после войны приостановилась, и Цузе вернулся к программированию.

В 1945 году он разработал то, что назвал первым языком программирования для компьютеров. Систему программирования он назвал Plankalkul («исчисление планов»). Цузе написал небольшое эссе, где рассказал о своем творении и возможности его использования для решения таких задач, как сортировка чисел и выполнение операций в двоичной арифметике. Научившись играть в шахматы, Цузе написал несколько фрагментов программ на Plankalkul, которые позволяли компьютеру оценивать шахматные позиции.

Многие идеи языка Plankalkul остались неизвестными целому поколению программистов. Только в 1972 году работа Цузе была издана целиком, и эта публикация заставила специалистов задуматься над тем, какое влияние мог бы оказать Plankalkul, будь он известен раньше. «Видимо, все могло обернуться совсем иначе, а мы живем не в лучшем из миров», — заметил по этому поводу один ученый, критикуя языки программирования, появившиеся позднее.

В 1948 году профессор Е. Стейфил из технического университета в Цюрихе заказал у Цузе компьютер Z-4 для своей лаборатории. А в 1949 году Цузе основал маленькую компанию, названную ZUSE KG, которая должна была разрабатывать компьютеры для научных целей. Она просуществовала до 1966 года, когда ее приобрела фирма Siemens AG, но Цузе остался в новой фирме внештатным консультантом. В 50–60 годах Цузе были созданы новые компьютеры на реле Z-5 и Z-11, затем вместе с Фроммом и Гюнчем он создает Z-22 на электронных лампах и Z-23 — на транзисторах. Одной из последних его разработок были компьютеры Z-25 и Z-31, а также графомограф Z-64 для автоматического построения чертежей и карт. Он написал книгу «History of Computing», изданную на немецком и английском языках.

В последние годы Цузе жил в деревне Хессиан в нескольких часах езды от Франкфурта и любимым его занятием стала живопись, в основном абстрактная. Его работы демонстрировались на многочисленных выставках. Некоторые из своих картин он подписывал псевдонимом «KONE SEE».

18 декабря 1995 года Конрада Цузе не стало. Его заслуги, как одного из родоначальников компьютерной эры, неоспоримы.

Поделитесь на страничке

Следующая глава >

История: Наука и техника: Lenta.ru

Имя Конрада Цузе знакомо немногим. Пик деятельности этого немецкого инженера, создателя первого универсального программируемого компьютера, пришелся на годы нацистского режима в Германии. О нем, его работе и о том, как одну из его разработок перепутали с «оружием возмездия», рассказывает «Лента.ру».

Война заканчивалась, шел 1944 год. Берлин регулярно бомбили. Конрад Цузе и его друг прогуливались по улице, по обеим сторонам которой дымились свежие развалины, оставшиеся после ночного налета союзников. «Мы дошли до той точки, когда сможем контролировать и раскрывать всесильную энергию ядра атома, — сказал он пораженному Цузе. — Скоро мы сможем создавать очень большие бомбы. Есть риск, что эксперимент пойдет не так, как предполагалось, и мы взорвем всю Землю».

Так Цузе узнал о существовании атомной бомбы. Конечно, последнее утверждение звучало странно, и он не знал, откуда его друг получил такую информацию, но вскоре слухи поползли по всей стране. Их распространению способствовало и объявление Германии о создании «оружия возмездия».

Конрад Цузе был инженером и, как человек с логическим складом ума, воспринимал подобные заявления со здоровой долей скепсиса. Но учитывая, что под «вундерваффе» понимались ракеты, способные доставить боезаряд определенного веса за несколько сотен километров, он предполагал, что в руках рейха находится ядерное оружие. Это было не так. Атомной бомбы у Германии не было, а для создания баллистической ракеты, переносящей тонны обычной взрывчатки на такие расстояния, у властей не было ни средств, ни возможностей. Впрочем, тогда это никого не волновало, вся верхушка нацистской партии впала в безумие и надеялась только на чудо.

На чудо надеялся и инженер Цузе, и оно произошло, когда в двери его офиса постучался физик доктор Функ. В то время Цузе с коллегами работал над созданием устройства под названием V4 и обдумывал, каким образом выбраться из Берлина. Доктор Функ устроился в контору Цузе, но никогда не работал в ней как физик. Однако он стал незаменимым переговорщиком, спасшим Цузе, его коллектив и его творение.

Связи Функа и название устройства сыграли в этом деле основную роль. Дело в том, что «оружие возмездия» (Vergeltungswaffen) имело кодовые названия V1, V2 и V3 («Фау»). Название аппарата Цузе — V4 — означало Versuchmodell (то есть «экспериментальная модель»), но когда Функ произносил волшебные слова «Фау-4», государственным чиновникам даже не приходило в голову, что речь идет вовсе не о разработке очередной модели «оружия возмездия». Фраза «»Фау-4″ нужно в целости и сохранности эвакуировать из Берлина» стала их пропуском из столицы, им удалось даже найти для V4 грузовик, хотя их не хватало даже для перевозки авиационных запчастей.

Через несколько дней аппарат успешно прибыл в Гёттинген, где работы над V4 были завершены, а оттуда направился в баварскую деревушку Оберхох. По логичному стечению обстоятельств, там же оказался Вернер фон Браун и его команда, разработчик тех самых ракет «Фау», с которыми чиновники перепутали V4, он же — будущий отец американской космической программы. Цузе и фон Браун общались в течение нескольких дней, благодаря чему инженер понял, что ракетчик даже не имеет представления о том, какую роль потомки V4 смогут сыграть в освоении космоса. Через некоторое время их пути разошлись: в апреле 1945 года Цузе со своими ассистентами и устройством уехал в другую баварскую деревню — Хинтерштайн.

Инженеров приняли в Хинтерштайне холодно. За несколько дней до их прибытия в деревню ворвался отряд эсэсовцев и выгнал жителей одного дома, устроив там свою штаб-квартиру. Разумеется, от людей, прибывших на грузовике вермахта, ничего хорошего тоже не ждали. Цузе так вспоминал это время:

«Мы прибыли в Хинтерштайн в составе пестрой компании вояк. Я до сих пор помню эсэсовца, который считал, что он обязан постоянно, до самого конца произносить пафосные фразы: «Капитулировать? Пока фюрер жив — не обсуждается!» Через несколько дней фюрер совершил самоубийство, и мы вновь встретились на регистрационном пункте. Теперь это был скромный маленький человек в гражданском, регистрирующийся как «иностранный рабочий»».

До конца войны оставались считаные дни. Вскоре здесь появились французские оккупационные войска.

Машина, за которую Конрад Цузе так беспокоился, позже получила название Z4. Это был один из первых в мире программируемых компьютеров, а его предшественник Z3 — вообще первый.

Все началось в 1937 году, когда Цузе заканчивал работу над прототипом двоичного калькулятора, способного считывать инструкции с перфоленты, — он получил название Z1. В отличие от современных компьютеров, устройство было полностью механическим — не электронным и даже не электрическим.

Закончив технический колледж, Цузе получил работу специалиста по расчету напряжений в берлинском авиаконструкторском бюро, где его работа заключалась в решении линейных уравнений. С помощью них вычислялась максимальная нагрузка, которую способны испытывать материалы, а также их эластичность. Даже с помощью механических калькуляторов решать в день больше шести линейных уравнений с шестью неизвестными для человека-специалиста было не под силу. А если речь шла о 25 переменных, такие расчеты могли занять целый год.

Как и многие другие, Цузе хотел механизировать изнурительный процесс решения математических уравнений. Этим он и занялся в мастерской, которую устроил в доме родителей. Первая версия устройства Цузе позволяла вводить в него двоичный код за счет металлических пластин с выпуклостями и дырками. Сначала его вводили при помощи перфорированной бумаги, потом Цузе перешел на 35-миллиметровую кинопленку, которая оказалась долговечнее и дешевле.

Законченный в 1938 году Z1 действительно мог справляться с некоторыми рутинными вычислительными задачами, но, к сожалению, часто давал сбой. Все его детали были выточены вручную, и механизм заедало. Цузе был лишен возможности сотрудничать с большой командой талантливых специалистов, как это было в американских компаниях IBM или Bell Labs.

Впрочем, Z1 доказал одну важную вещь: теоретическая логическая концепция, которую разработал Цузе, действует на практике. Его товарищ по колледжу Гельмут Шрейер, помогавший создавать машину, настаивал на том, чтобы в следующей ее версии были задействованы вакуумные радиолампы вместо механических переключателей. Реализуй они эту концепцию сразу, у них на руках оказался бы первый в мире работающий современный компьютер — интерпретирующий двоичный код, электронный и программируемый. Но Цузе и эксперты, с которыми он консультировался, пришли к заключению, что на это просто нет средств: на создание такой машины потребовалось бы две тысячи радиоламп.

Поэтому в Z2 были задействованы подержанные электромагнитные релейные переключатели, купленные в телефонной компании. Они были существенно дешевле, но, конечно, значительно медленнее ламп. В результате у Цузе получился компьютер, арифметический блок которого состоял из электромагнитных реле, но блок памяти был по-прежнему механическим — в нем использовались металлические шпеньки, позволявшие считывать программу с перфоленты.

В 1939 году Цузе начал работу над третьей моделью, которая использовала электромагнитные реле как в арифметическом блоке, так и в блоках памяти и управления. Через два года, в 1941 году, он был готов к работе, таким образом став первым в мире цифровым многофункциональным программируемым компьютером — несмотря на то, что не был способен обрабатывать команды ветвления и переходов в программе. Единственным его отличием от более поздних моделей ЭВМ было использование электромагнитных реле, а не ламп.

В 1939 году Шрейер и Цузе попытались заинтересовать своей разработкой власти, однако у них ничего не получилось. Шрейер говорил о возможности создания лампового устройства, пригодного в том числе для расчетов, связанных с противовоздушной защитой. На вопрос, сколько времени уйдет на разработку такой машины, он осторожно ответил: «Около двух лет». Чиновников это рассмешило: «Какие еще два года? К тому времени мы уже войну выиграем!»

Война не закончилась ни через год, ни через два. После вторжения в СССР войска вермахта забуксовали на Восточном фронте, и вскоре в ходе боевых действий наступил перелом. В 1943 году, со вступлением в войну американцев, Берлин стали регулярно бомбить. Снаряды падали как на крупные предприятия, так и на жилые кварталы. Цузе вспоминал:

«В то время об авианалетах предупреждали по радио. Зачастую это происходило в тот момент, когда я стоял перед машиной, пытаясь заставить ее работать. И я не всегда уходил в подвал вовремя. Я до сих пор помню, как испытывал одну сложную новую программу на Z3, которая наконец заработала именно во время бомбежки».

Увы — и этого стоило ожидать — однажды бомба попала в здание, где Цузе и его товарищи устроили мастерскую. Z1, Z2 и Z3 были безвозвратно уничтожены.

Чуть раньше, в 1942 году, команда Цузе начала создавать тот самый «прототип-4» — будущий Z4. Он был прямым продолжением Z3 и использовал по большей части ту же технологию, что и предыдущие модели, однако у него было несколько важных отличий. Например, память его состояла из 32-битных, а не 22-битных машинных слов с плавающей запятой. Специальный программный блок сильно облегчал процесс программирования и внесения правок в программу. Множество математических операций, таких как квадратный корень или тригонометрические функции, были реализованы на уровне системы команд.

Z4 не только сохранился, но и был востребован после войны. В 1950 году его привезли в Высшую техническую школу Цюриха для обработки сложных вычислений. В 1950-1951 годах он был единственным работающим цифровым компьютером в Европе — его конкурент Ferranity Mark 1 опоздал на полгода.

Помимо этого Цузе стал автором первого высокоуровневого языка программирования Plankalkül, который он разработал в годы создания Z4. Если не вдаваться в технические подробности, основным его достижением было то, что программист мог пользоваться высокоуровневым набором инструкций, не вдаваясь в то, каким образом работает «железо» машины, и это позволяло сосредоточиться на решении поставленной логической задачи.

Компания Цузе Zuse KG после войны выпустила множество компьютеров. Через некоторое время она стала производить транзисторные и ламповые ЭВМ, а в 1961 году создала плоттер Graphomat, позволявший делать чертежи, — незаменимую вещь для архитекторов и геологов. Он работал в связке с компьютерами серии Z.

6 января 1945 года Конрад Цузе женился на Гизеле Брандес. Через несколько месяцев у них родился первенец, а в последующие годы — еще четверо детей. Но Цузе не был примерным семьянином, он был буквально одержим своим делом. Создатель первого универсального программируемого компьютера в мире получил на родине множество наград и почетных степеней. Он умер 18 декабря 1995 года в немецком Хюнфельде в возрасте 85 лет.

Его ранние разработки, погибшие во время бомбежек, были реконструированы. Модель Z1 Цузе восстановил сам, теперь она находится в Немецком технологическом музее в Берлине. Инженеры, работавшие с ним, воссоздали Z3 и отдали ее в Немецкий музей Мюнхена.

Часто можно встретить утверждение о том, что компьютер стал продуктом Второй мировой войны. В случае с Конрадом Цузе это не так. Z1 был создан до войны, а работа над Z3 затянулась потому, что Цузе в 1939-1940 годах призвали в армию, и он провел несколько месяцев на Восточном фронте. Деньги на его создание (как и на создание Z4) власти все-таки выделили — инженеру удалось убедить их в том, что машина будет незаменима для вычислений технических характеристик самолетов, но сделали это неохотно. По счастливой случайности то, что название четвертого экспериментального прототипа четвертой модели было схоже с кодовыми названиями ракет Вернера фон Брауна, Цузе удалось эвакуироваться из Берлина, сохранить и закончить разработку устройства.

Фото: Fabrizio Bensch / Reuters

В последние годы появляется множество работ, посвященных тому, не является ли наша Вселенная лишь комплексной имитацией, немыслимой программой. Цузе задумывался об этом гораздо раньше, еще в годы войны. «Внезапно мне пришла в голову мысль, что Вселенная могла быть зачата гигантской ЭВМ, работающей как релейный калькулятор, — а релейные калькуляторы содержат релейные цепи, — писал он в своих мемуарах. — Когда реле срабатывает, импульс проходит по цепи. Я подумал, что, вероятно, именно так движется квант света». Эта мысль накрепко укоренилась в его сознании, и через 30 лет он сформулировал теорию, получившую название «вселенная счисления».

Упоминания Цузе в современной прессе довольно редки, о нем нечасто снимают документальные фильмы за пределами Германии, а если это и происходит, его работу зачастую несправедливо называют «первым нацистским компьютером». Это утверждение не выдерживает никакой критики: первые ЭВМ Цузе были созданы практически на голом энтузиазме, да и потом нацистские функционеры не понимали ценности его работы.

Конрад Цузе никогда не был героем Сопротивления, но и не пытался стать госчиновником в нацистской Германии. Личная трагедия ученого заключается в том, что ранние его разработки были существенно более продвинутыми, чем у других пионеров, создававших ЭВМ в то время. Увы, о них за пределами страны, движущейся по пути самоуничтожения, практически никто не знал, а мировую известность его машины получили лишь через несколько лет после войны.

Четыре компьютера Конрада Цузе / Аналитика

Автор: Иван Васильев

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 схемами2.

Основные характеристики Z1









Реализация

Тонкие металлические пластины

Частота

1 Гц

Вычислительный блок

Обработка чисел с плавающей запятой, длина машинного слова — 22 бита

Средняя скорость вычислений

Умножение — 5 секунд

Ввод данных

Клавиатура, устройство считывания с перфоленты

Вывод данных

Ламповая панель (десятичное представление)

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

3 Гц

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 Z3. 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

5,33 Гц

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

30 Гц

Вычислительный блок

Обработка чисел с плавающей запятой, длина машинного слова — 32 бита

Средняя скорость вычислений

11 операций умножения в секунду

Ввод данных

Десятичная клавиатура, устройство считывания с перфоленты

Вывод данных

Печатная машинка марки «Mercedes»

Память

64 слова по 22 бита

Вес

Около 1000 кг

До 1954 года Z4 работал в Цюрихе, затем, до 1959 года — во Франции (Институт «Franco-Allemand des Recherches de St. Louis»). Подсчитано, что за пять лет работы (1950-1955) Z4 рассчитал около 100 различных проектов. Стоит отметить, что в начале 50-х годов прошлого века на территории Европы работали всего два компьютера: Z4 Конрада Цузе и МЭСМ Сергея Лебедева (СССР)5.

Среди характерных черт Z4 стоит остановиться на трех:

  1. Z4 имел устройство для подготовки программы. Программу Цузе рассматривал (и называл) как план, отсюда и немецкое название этого блока компьютера — «Planfertigungteil» (дословно — «устройство подготовки планов»). С помощью названного устройства было легко составлять, редактировать, копировать программу на перфоленте и, сверх того, за считанные часы изучить программирование на Z4.
  2. Z4 умел избегать исчисления неверных результатов. Как и Z3, он обрабатывал арифметические исключения. Например, если числа выходят за диапазон 10^-20 Z4 обладал двумя считывателями данных с перфолент (в оригинальной версии планировалось до шести таких считывателей).

Начав с коллектива в пять человек, в 1949 году, со временем, к в 1964 году, компания Цузе выросла до персонала из 1200 рабочих. К 1967 году Zuse KG реализовала 251 собранный компьютер, однако недостаток денежных средств вынудил Цузе влиться в состав более преуспевающей немецкой компании «Siemens AG». В последней Цузе получил должность консультанта.

Однако на этом удивительная и плодотворная жизнь Конрада Цузе не заканчивается. На счету великого немца числятся также параллельный компьютер (правда, не построенный), графомат (плоттер, управляемый перфолентой), алгоритмический язык Plankalkul и книга «Вычислительное пространство». Но об этом и многом другом мы расскажем в следующий раз.

Примечания

  1. Цузе опередил американского математика Джона фон Неймана, который в отчете «Предварительное обсуждение логического конструирования электронного вычислительного устройства» (июнь 1946 г.) в качестве одного из главных составляющих ЭВМ назвал двоичную систему исчисления. Цузе работал в своеобразном «творческом вакууме», по собственному признанию, он даже не слышал о «разностной машине» Чарльза Бэббиджа. Но выбор двоичной системы исчисления, происходящей из логической алгебры английского математика ХIХ в. Джорджа Буля, дал возможность построить ЭВМ из устройств-переключателей, имеющих всего два (а не десять) положения — «1» («истинно») и «0» («ложно»).
  2. Благодаря неустанному труду Конрада Цузе мы имеем счастье и сегодня лицезреть Z1. В 1986 г. Цузе решил восстановить свой первый компьютер, что ему (с помощью трех помощников) удалось сделать в 1989 г. Вторично собранный, точно птица Феникс, Z1 находится в музее «Technik Museum Berlin-Kreuzberg» (Берлин).
  3. Оригинальных снимков Z3 не сохранилось. Компьютер был воссоздан в начале 60-х, показан в 1964 г. на выставке «Interdata Industry» в Мюнхене. Сейчас он хранится в мюнхенском музее «Deutsche Museum».
  4. A-4 («Фау-2») реально были применены лишь в конце войны, когда с сентября 1944 г. по март 1945 г. они падали смертоносным грузом на Британию и континентальную Европу. Летом 1944-го на Лондон наводили ужас крылатые ракеты «Фау-1». Оба типа ракет, с подачи Геббельса, стали называться «оружием возмездия» («Vergeltungswaffee») после того, как английские бомбардировщики стали до основания разрушать немецкие города (Любек, Кёльн и др.). Сходство с названием этих ракет послужило причиной того, что Конрад Цузе переименовал свои компьютеры. Любопытно, что такое сходство (Z4 первоначально сокращенно назывался V4) подвигло союзные войска на поиск «новых» ракет Третьего рейха, однако и британцы, и американцы, увидевшие, наконец, V4, были сильно удивлены тому факту, что вместо «оружия возмездия» их взору предстала внушительная груда железок.
  5. Пробный запуск МЭСМ датирован 6 ноября 1950 г.; полноценную работу машина начала 25 декабря 1951 г.

Если Вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.

Конрад Цузе. «А все таки первым был он»..: sedov_05 — LiveJournal

Ко́нрад Цу́зе родился в Берлине, 22 июня 1910 года, за 31 год до начала Великой Отечественной войны. Вошел в историю  как создатель первого действительно работающего программируемого компьютера (1941) и первого языка программирования высокого уровня (1945).

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. 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 (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.

Профессор Цузе в 1990 году у воссозданного им компьютера Z1

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 (нем. Plankalkül исчисление планов).

Z3. Он имел громадную память — 64 слова по 22 бита в каждом.

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.

Устройство для считывания программ и данных с импровизированной перфоленты в роли которой выступила использованная фотопленка

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.

Памятник Конраду Цузе в Хеонфельде (Саксония), где он провел свое детство.

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[4], названные его именем.

Источники: 1,2.
—————————————-—————————————-———————

Нашел отличный справочный ресурс, на котором много полезной информации про сетевое оборудование, последние новинки программного обеспечения, секреты работы Windows и Linux. Хотите поучаствовать в тестировании Internet Explorer 10 ? Вперед !

Конрад Цузе — Немецкий Инженер

Немецкий инженер. Пионер компьютеростроения. Известен как создатель первого программируемого компьютера и первого языка программирования высокого уровня.


Конрад Цузе родился 22 июня 1910 года в городе Берлин, Германия. С детских лет проявлял интерес к конструированию. Учась в школе, спроектировал действующую модель машины по размену монет и создавал проект города на 37 миллионов жителей. 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. Год работал на авиационной фабрике Хейнкеля в городе Дессау. Затем уволился, вплотную занявшись созданием программируемой счетной машины. Некоторое время экспериментировал с десятичной системой исчисления, однако решил предпочесть ей двоичную.

     Первая действующая разработка Цузе, названная им «Z1» появилась в 1938 году. Свое изобретение Цузе конструировал на собственные средства и деньги друзей. Но «Z1» работал ненадежно из-за недостаточной точности выполнения составных частей.

     Через два года изобретатель получил поддержку Исследовательского института аэродинамики и построил доработанную версию вычислителя, «Z2» на основе телефонных реле. В это же время Цузе организовал компанию Zuse Apparatebau для производства программируемых машин. Удовлетворенный функциональностью «Z2», в 1941 году Цузе создает уже более совершенную модель «Z3», которую сегодня считают первым действовавшим программируемым компьютером.

     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.

     После выхода на пенсию изобретатель занялся своим любимым делом, живописью.

     Цузе умер 18 декабря 1995 года в возрасте 85 лет в Хюнфельде. Сегодня несколько городов Германии имеют улицы, названные его именем.

Награды Конрада Цузе

Мемориальная премия Гарри Гуда (1965)
Медаль Вильгельма Экснера (1969)
Медаль Рудольфа Дизеля (1969)
Медаль Котениуса (1985)
Премия Эдуарда Рейна (1995)

18.12.1995

Третий Рейх родина первого компьютера: theosophist — LiveJournal

12 мая 1941 года в Берлине, в «Немецкой лаборатории авиации» была впервые продемонстрирована ЭВМ Zuse Z3, разработанная Конрадом Цузе. Это была первая в мире свободно программируемая и полностью автоматическая вычислительная машина, обладающая свойствами современного компьютера. Во время войны Z3 использовался для расчётов, связанных с конструированием самолётов и управляемых ракет.

Машина представляла собой двоичный вычислитель с ограниченной программируемостью, выполненный на основе телефонных реле. На таких же реле было реализовано и устройство хранения данных. Их общее количество составляло около 2600. Порядок вычислений можно было выбрать заранее, однако условные переходы и циклы отсутствовали.

Z3 была создана Цузе на основе его первых вычислителей Z1 и Z2. В свою очередь, она послужила основой создания более совершенного компьютера Z4. В 1942 году вместе с австрийским инженером-электриком Хельмутом Шрайером Цузе предложил создать на базе Z3 компьютер нового типа, заменив телефонные реле вакуумными электронными лампами, что должно было сильно повысить надёжность и быстродействие машины.

Конрад Цузе

Предполагалось, что новый компьютер можно будет использовать для криптографии и расшифровки закодированных сообщений. Однако в связи с запретом на долговременные научные разработки в годы войны предложение инженеров отклонили. Успех Z3 определила его реализация в виде простой двоичной системы. Идея была не новой. Сама двоичная система счисления была придумана почти тремя столетиями ранее Готфридом Лейбницем.

В середине XIX века Джордж Буль взял её за основу для создания алгебры логики, а в 1937 году сотрудник Массачусетского технологического института Клод Шеннон в оригинальной работе, посвящённой исследованию цифровых цепей, разработал способ реализации двоичных схем, собираемых из электронных реле. Однако Конрад Цузе был первым, кто объединил все эти вещи, создав на их основе первую программируемую вычислительную машину.

Через некоторое время в других странах также появились первые вычислительные машины. Это были компьютеры «Марк I», «Колосс» и «ЭНИАК». В то же время оригинальная машина Конрада Цузе занимала значительно меньше места и стоила гораздо дешевле, чем созданный двумя годами позже американский компьютер «Марк I».

В 1960 году компанией Zuse KG была выполнена реконструкция Z3. В 1967 году эта модель была выставлена и привлекла большое внимание посетителей монреальской выставки, а в настоящее время она размещена в экспозиции «Немецкого музея» в Мюнхене (Германия).

Спецификация:
Автоматическое устройство с плавающей точкой, 22 бита, +, −, ×, /, квадратный корень.
Тактовая частота: 5,3 Гц(Герц).
Средняя скорость вычисления: операция сложения — 0,8 секунды; умножения — 3 секунды.
Хранение программ: внешний считыватель перфоленты. Память: 64 слова с длиной в 22 бита.
Ввод: десятичные числа с плавающей запятой.
Вывод: десятичные числа с плавающей запятой.
Элементов: 2600 реле — 600 в арифметическом устройстве и 2000 в устройстве памяти.
Мультиплексор для выбора адресов памяти.
Потребление энергии: 4 кВт.
Масса: 1000 кг.
Себестоимость: 50 000 рейхсмарок.

компьютер Zuse | Britannica

Компьютер Zuse , любой из серии компьютеров, разработанных и построенных в Германии в 1930-40-е годы немецким инженером Конрадом Цузе. Он думал о создании более совершенной вычислительной машины, но в 1937 году производитель калькуляторов сообщил ему, что эта область зашла в тупик и что все вычислительные проблемы уже решены. Однако Зузе имел в виду кое-что еще.

Британская викторина

Компьютеры и технологии: Викторина

Что означает аббревиатура EPROM?

Во-первых, Цузе с самого начала работал в двоичной системе.Все его прототипы машин, построенные в 1936 году, использовали двоичное представление для упрощения конструкции. Это имело дополнительное преимущество, сделав связь с логикой более ясной, и Цузе разработал детали того, как логические операции (например, И, ИЛИ и НЕ) могут быть отображены в конструкции компьютерных схем. (Английский математик Джордж Буль показал связь между логикой и математикой в ​​середине 19 века, разработав алгебру логики, теперь известную как булеву алгебру.Цузе также потратил больше времени, чем его предшественники и современники, на разработку программного обеспечения для своего компьютера — языка, на котором он должен был быть запрограммирован. Хотя все его ранние довоенные машины были на самом деле калькуляторами, а не компьютерами, его Z3, построенный в декабре 1941 года (и уничтоженный 6 апреля 1945 года во время воздушного налета союзников на Берлин), был первым процессором с программным управлением.

Поскольку вся работа Цузе выполнялась в относительной изоляции, он мало знал о работе с компьютерами в Соединенных Штатах и ​​Англии, а когда началась война, его изоляция стала полной.

Цузе начал строительство Z4 в 1943 году при финансовой поддержке Министерства авиации Германии. Как и его Z3, в Z4 использовались электромеханические реле, отчасти из-за трудностей с приобретением примерно 2000 необходимых электронных ламп в Германии военного времени. Z4 был эвакуирован из Берлина в начале 1945 года и в конце концов остановился в Хинтерштайне, небольшой деревне в Баварских Альпах, где оставался до тех пор, пока Цузе не привез его в Федеральный технический институт в Цюрихе, Швейцария, для ремонта в 1950 году.Хотя Цузе не смог продолжить разработку оборудования, он добился ряда успехов в разработке программного обеспечения.

Получите эксклюзивный доступ к контенту из нашего первого издания 1768 с вашей подпиской.
Подпишитесь сегодня

Использование Цузе представления чисел с плавающей запятой для чисел — значащие цифры, известные как мантисса, хранятся отдельно от указателя на десятичную точку, известной как экспонента, что позволяет обрабатывать очень большой диапазон чисел, — было далеко впереди своего времени. Кроме того, Цузе разработал богатый набор инструкций, правильно обрабатывал бесконечные значения и включил «запрет на выполнение операций», то есть инструкцию, которая ничего не делает.Только значительный опыт программирования может показать необходимость чего-то столь очевидно бесполезного.

Программа Z4 была перфорирована на использованной кинопленке и была отделена от механической памяти для данных (другими словами, не было сохраненной программы). Машина была относительно надежной (обычно работала всю ночь без присмотра), но не могла принимать решения. Сложение занимало от 0,5 до 1,25 секунды, умножение — 3,5 секунды.

Цузе также разработал первый настоящий компьютерный язык программирования, Plankalkül («Расчет плана»), в 1944–45.Язык Цузе позволял создавать процедуры (также называемые подпрограммами или подпрограммами; хранимые фрагменты кода, которые можно было многократно вызывать для выполнения рутинных операций, таких как извлечение квадратного корня) и структурированных данных (таких как запись в базе данных со смесью буквенных и цифровых данных, представляющих, например, имя, адрес и дату рождения). Кроме того, он предоставлял условные операторы, которые могли изменять выполнение программы, а также операторы повторения или цикла, которые заставляли бы отмеченный блок операторов или подпрограмму повторяться определенное количество раз или до тех пор, пока сохраняется какое-либо условие.

Цузе знал, что компьютеры могут делать больше, чем просто арифметику, но он знал о склонности любого, кто был им знаком, рассматривать их как не более чем калькуляторы. Поэтому он постарался продемонстрировать нечисловые решения с помощью Plankalkül. Он писал программы для проверки синтаксической правильности булевых выражений (приложение для логики и обработки текста) и даже для проверки шахматных ходов.

В отличие от блок-схем, программа Цузе не была промежуточным языком, предназначенным для карандашно-бумажного перевода математиками.Он был преднамеренно предназначен для машинного перевода (то есть на машинный язык), и Цузе проделал некоторую работу по реализации переводчика для Plankalkül. Однако он не продвинулся далеко; ему пришлось разобрать свою машину ближе к концу войны, и он не мог собрать ее в течение нескольких лет. К сожалению, его компьютерный язык и его работы, опередившие свое время примерно на десяток лет, не были широко известны за пределами Германии.

.

Конрад Цузе, Z1 и как Вторая мировая война отбросила компьютерные науки

Компьютеры серии Z Конрада Цузе и язык программирования Plankalkül

Конрад Цузе был инженером-строителем, который незадолго до начала Второй мировой войны начал проектировать и производить свои собственные компьютеры общего назначения. Он начал свою линейку компьютеров Z с Z1, который по сути представлял собой двоичный механический калькулятор с плавающей запятой с ограниченными возможностями программирования. Цузе сумел построить Z1 в квартире своих родителей в Берлине вместо просторного рабочего места, что примечательно, учитывая большие размеры компьютера.К сожалению, в начале 1944 года Z1, включая оригинальные чертежи, был уничтожен вместе с квартирой его родителей во время воздушного налета. Много лет спустя Цузе воссоздал Z1 с помощью ваших инженеров, и ему потребовалось два года вместе с 500000 долларов, чтобы завершить задачу.

Изображение 1 из 2

Изображение 2 из 2

Цузе построил компьютер Z2 во время своей военной службы и закончил его в 1940 году. Z3, который был полным компьютером Тьюринга, появился в 1941 году. Z4 был доставлен много лет спустя. из-за тяжелых условий послевоенной Германии и нехватки ресурсов для ее строительства.Следует отметить, что в 1949 году Цузе основал компанию Zuse KG, которая построила значительное количество компьютеров до того, как ее приобрела компания Siemens в конце 1960-х годов.

Изображение 1 из 3

Изображение 2 из 3

Изображение 3 из 3

Помимо того, что Цузе был отличным разработчиком и производителем компьютеров, Цузе также показал себя очень хорошо с программным обеспечением. Он быстро понял, что программирование с машинным кодом может быть чрезвычайно сложным, поэтому был необходим язык высокого уровня. В своей докторской диссертации он описал Планкалкюль, первый алгоритмический язык, который был реализован много лет спустя, в 1975 году, потому что докторская диссертация Цузе была отклонена, когда он забыл оплатить вступительный взнос в университет.

Некоторые люди задаются вопросом, насколько работа Цузе могла бы способствовать развитию информатики, если бы его первые компьютеры и работа не были уничтожены во время Второй мировой войны, и если бы он заплатил гонорар и его диссертация была опубликована намного раньше. Без сомнения, Цузе был гениальным изобретателем, построившим первый электромеханический цифровой компьютер с программным управлением и описавшим первый язык программирования высокого уровня.


БОЛЬШЕ: Все содержимое мыши

.

компьютер | История, сети, операционные системы и факты

Компьютер , устройство для обработки, хранения и отображения информации.

компьютер Портативный компьютер. © Fatman73 / Fotolia

Популярные вопросы

Что такое компьютер?

Компьютер — это машина, которая может хранить и обрабатывать информацию. Большинство компьютеров полагаются на двоичную систему, которая использует две переменные, 0 и 1, для выполнения таких задач, как хранение данных, вычисление алгоритмов и отображение информации.Компьютеры бывают самых разных форм и размеров, от карманных смартфонов до суперкомпьютеров весом более 300 тонн.

Кто изобрел компьютер?

Какой компьютер самый мощный в мире?

По состоянию на июнь 2020 года самым мощным компьютером в мире является японский суперкомпьютер Fugaku, разработанный Riken и Fujitsu. Он использовался для моделирования симуляций COVID-19.

Как работают языки программирования?

Популярные современные языки программирования, такие как JavaScript и Python, работают через несколько форм парадигм программирования.Функциональное программирование, которое использует математические функции для выдачи выходных данных на основе ввода данных, является одним из наиболее распространенных способов использования кода для предоставления команд компьютеру.

Что умеют компьютеры?

Самые мощные компьютеры могут выполнять чрезвычайно сложные задачи, такие как моделирование экспериментов с ядерным оружием и прогнозирование развития изменения климата. Развитие квантовых компьютеров, машин, которые могут обрабатывать большое количество вычислений с помощью квантового параллелизма (производного от суперпозиции), могло бы выполнять еще более сложные задачи.

Являются ли компьютеры сознательными?

Способность компьютера обретать сознание — широко обсуждаемая тема. Некоторые утверждают, что сознание зависит от самосознания и способности мыслить, а это означает, что компьютеры обладают сознанием, потому что они распознают свое окружение и могут обрабатывать данные. Другие считают, что человеческое сознание никогда не может быть воспроизведено физическими процессами.

Компьютер когда-то означал человека, выполняющего вычисления, но теперь этот термин почти повсеместно относится к автоматизированному электронному оборудованию.Первый раздел этой статьи посвящен современным цифровым электронным компьютерам и их конструкции, составным частям и приложениям. Второй раздел посвящен истории вычислительной техники. Для получения подробной информации о компьютерной архитектуре, программном обеспечении и теории, см. информатика.

Основы вычислительной техники

Первые компьютеры использовались в основном для численных расчетов. Однако, поскольку любую информацию можно закодировать численно, люди вскоре поняли, что компьютеры способны обрабатывать информацию общего назначения.Их способность обрабатывать большие объемы данных расширила диапазон и точность прогнозов погоды. Их скорость позволила им принимать решения о маршрутизации телефонных соединений через сеть и управлять механическими системами, такими как автомобили, ядерные реакторы и роботизированные хирургические инструменты. Они также достаточно дешевы, чтобы их можно было встроить в бытовую технику и сделать сушилки для одежды и рисоварки «умными». Компьютеры позволили нам задавать вопросы, которые раньше не могли быть заданы, и отвечать на них.Эти вопросы могут касаться последовательностей ДНК в генах, моделей активности на потребительском рынке или всех случаев использования слова в текстах, хранящихся в базе данных. Все чаще компьютеры также могут учиться и адаптироваться в процессе работы.

Компьютеры также имеют ограничения, некоторые из которых являются теоретическими. Например, существуют неразрешимые утверждения, истинность которых не может быть определена в рамках данного набора правил, таких как логическая структура компьютера. Поскольку не может существовать универсального алгоритмического метода для идентификации таких предложений, компьютер, которого попросили получить истинность такого предложения, будет (если не прервать его принудительно) бесконечно долго — состояние, известное как «проблема остановки».( См. машина Тьюринга). Другие ограничения отражают современные технологии. Человеческий разум умеет распознавать пространственные модели — например, легко различать человеческие лица — но это сложная задача для компьютеров, которые должны обрабатывать информацию последовательно, а не улавливать детали в целом с первого взгляда. Еще одна проблемная область для компьютеров — это взаимодействие на естественном языке. Поскольку в обычном человеческом общении предполагается так много общих знаний и контекстной информации, исследователям еще предстоит решить проблему предоставления соответствующей информации универсальным программам на естественном языке.

Получите эксклюзивный доступ к контенту из нашего первого издания 1768 с вашей подпиской.
Подпишитесь сегодня

Аналоговые компьютеры используют непрерывные физические величины для представления количественной информации. Сначала они представляли величины с механическими компонентами ( см. дифференциальный анализатор и интегратор), но после Второй мировой войны использовались напряжения; к 1960-м годам цифровые компьютеры в значительной степени заменили их. Тем не менее аналоговые компьютеры и некоторые гибридные аналогово-цифровые системы продолжали использоваться в течение 1960-х годов для таких задач, как моделирование самолетов и космических полетов.

Одним из преимуществ аналоговых вычислений является то, что можно относительно просто спроектировать и построить аналоговый компьютер для решения единственной проблемы. Еще одно преимущество состоит в том, что аналоговые компьютеры часто могут представлять и решать проблему «в реальном времени»; то есть вычисления происходят с той же скоростью, что и моделируемая им система. Их основные недостатки заключаются в том, что аналоговые представления ограничены по точности — обычно несколько десятичных знаков, но меньше в сложных механизмах, — а устройства общего назначения дороги и их нелегко запрограммировать.

В отличие от аналоговых компьютеров, цифровые компьютеры представляют информацию в дискретной форме, обычно в виде последовательностей нулей и единиц (двоичных цифр или битов). Современная эра цифровых компьютеров началась в конце 1930-х — начале 1940-х годов в США, Великобритании и Германии. В первых устройствах использовались переключатели, работающие от электромагнитов (реле). Их программы хранились на перфоленте или картах, и у них было ограниченное внутреннее хранилище данных. Исторические разработки, см. В в разделе «Изобретение современного компьютера».

В 1950-х и 60-х годах Unisys (производитель компьютеров UNIVAC), International Business Machines Corporation (IBM) и другие компании производили большие и дорогие компьютеры все большей мощности. Они использовались крупными корпорациями и правительственными исследовательскими лабораториями, как правило, как единственный компьютер в организации. В 1959 году компьютер IBM 1401 был взят в аренду за 8000 долларов в месяц (первые машины IBM почти всегда сдавались в аренду, а не продавались), а в 1964 году самый большой компьютер IBM S / 360 стоил несколько миллионов долларов.

Эти компьютеры стали называть мэйнфреймами, хотя этот термин не стал общепринятым, пока не были построены компьютеры меньшего размера. Для мэйнфреймов были характерны (для своего времени) большие возможности хранения, быстрые компоненты и мощные вычислительные возможности. Они были очень надежными и, поскольку они часто удовлетворяли жизненно важные потребности в организации, иногда разрабатывались с резервными компонентами, которые позволяли им выдерживать частичные отказы. Поскольку это были сложные системы, ими управлял штат системных программистов, у которых только был доступ к компьютеру.Другие пользователи отправляли «пакетные задания» для выполнения по одному на мэйнфрейме.

Такие системы остаются важными и сегодня, хотя они больше не являются единственным или даже основным центральным вычислительным ресурсом организации, которая обычно имеет сотни или тысячи персональных компьютеров (ПК). Теперь мэйнфреймы обеспечивают хранилище данных большой емкости для Интернет-серверов или, благодаря методам разделения времени, позволяют сотням или тысячам пользователей одновременно запускать программы. Из-за их текущих ролей эти компьютеры теперь называются серверами, а не мэйнфреймами.

.

цифровой компьютер | Эволюция, компоненты и особенности

Развитие цифрового компьютера

Блез Паскаль из Франции и Готфрид Вильгельм Лейбниц из Германии изобрели механические цифровые вычислительные машины в 17 веке. Однако английскому изобретателю Чарльзу Бэббиджу обычно приписывают создание первого автоматического цифрового компьютера. В 1830-х годах Бэббидж изобрел свою так называемую аналитическую машину, механическое устройство, предназначенное для объединения основных арифметических операций с решениями, основанными на его собственных вычислениях.Планы Бэббиджа воплотили в себе большинство основных элементов современного цифрового компьютера. Например, они призвали к последовательному управлению, то есть программному управлению, которое включало ветвление, цикл, а также арифметические операции и блоки хранения с автоматической распечаткой. Однако устройство Бэббиджа так и не было завершено и было забыто, пока его труды не были обнаружены заново более века спустя.

Разностная машина Завершенная часть разностной машины Чарльза Бэббиджа 1832 года. Этот усовершенствованный калькулятор был предназначен для создания таблиц логарифмов, используемых в навигации.Ценность чисел была представлена ​​положениями зубчатых колес, отмеченными десятичными числами. Музей науки Лондон
Получите эксклюзивный доступ к контенту из нашего первого издания 1768 с вашей подпиской.
Подпишитесь сегодня

Большое значение в эволюции цифрового компьютера имели работы английского математика и логика Джорджа Буля. В различных эссе, написанных в середине 1800-х годов, Буль обсуждал аналогию между символами алгебры и символами логики, используемыми для представления логических форм и силлогизмов.Его формализм, работающий только с 0 и 1, стал основой того, что сейчас называется булевой алгеброй, на которой основаны теория и процедуры переключения компьютеров.

Джон В. Атанасов, американский математик и физик, создал первый электронный цифровой компьютер, который он построил с 1939 по 1942 год при содействии своего аспиранта Клиффорда Э. Берри. Конрад Цузе, немецкий инженер, действующий практически независимо от других разработок, в 1941 году завершил строительство первой действующей вычислительной машины с программным управлением (Z3).В 1944 году Ховард Эйкен и группа инженеров из International Business Machines (IBM) Corporation завершили работу над Harvard Mark I, машиной, операциями обработки данных которой управляли в основном электрические реле (переключающие устройства).

Клиффорд Э. Берри и компьютер Атанасофф-Берри Клиффорд Э. Берри и компьютер Атанасофф-Берри, или ABC, c. 1942 г. ABC, возможно, был первым электронно-цифровым компьютером. Фотоуслуга Университета штата Айова

С момента разработки Harvard Mark I цифровые компьютеры развивались быстрыми темпами.Последовательность достижений в компьютерном оборудовании, в основном в логических схемах, часто делится на поколения, причем каждое поколение представляет собой группу машин, которые используют общую технологию.

В 1946 году Дж. Преспер Экерт и Джон У. Мочли, оба из Пенсильванского университета, построили ENIAC (аббревиатура от e lectronic n ntegrator i ntegrator a nd c computer), цифровая машина и первая электронная машина общего назначения.Его вычислительные возможности были заимствованы из машины Атанасова; Оба компьютера включали электронные лампы вместо реле в качестве активных логических элементов, что привело к значительному увеличению скорости работы. Концепция компьютера с хранимой программой была представлена ​​в середине 1940-х годов, а идея хранения кодов инструкций, а также данных в электрически изменяемой памяти была реализована в EDVAC ( e lectronic d iscrete v ariable автоматический компьютер ).

Manchester Mark I Manchester Mark I, первый цифровой компьютер с хранимой программой, c. 1949. Перепечатано с разрешения Департамента компьютерных наук Манчестерского университета, Eng.

Второе поколение компьютеров началось в конце 1950-х годов, когда стали коммерчески доступны цифровые машины, использующие транзисторы. Хотя этот тип полупроводникового устройства был изобретен в 1948 году, потребовалось более 10 лет исследований, чтобы сделать его жизнеспособной альтернативой вакуумной лампе.Небольшой размер транзистора, его большая надежность и относительно низкое энергопотребление сделали его значительно лучше лампового. Его использование в компьютерных схемах позволило производить цифровые системы, которые были значительно эффективнее, меньше и быстрее, чем их предки первого поколения.

первый транзистор Транзистор был изобретен в 1947 году в Bell Laboratories Джоном Бардином, Уолтером Х. Браттейном и Уильямом Б. Шокли. Lucent Technologies Inc./ Bell Labs

В конце 1960-х и 1970-х годах произошел дальнейший значительный прогресс в области компьютерного оборудования.Первым было изготовление интегральной схемы, твердотельного устройства, содержащего сотни транзисторов, диодов и резисторов на крошечном кремниевом кристалле. Эта микросхема сделала возможным производство мэйнфреймов (крупномасштабных) компьютеров с более высокими рабочими скоростями, емкостью и надежностью при значительно более низких затратах. Другим типом компьютеров третьего поколения, которые возникли в результате применения микроэлектроники, был миникомпьютер, машина, значительно меньшая, чем стандартный мэйнфрейм, но достаточно мощная, чтобы управлять приборами всей научной лаборатории.

интегральная схема Типичная интегральная схема, изображенная на ногте. Charles Falco / Photo Researchers

Развитие крупномасштабной интеграции (LSI) позволило производителям оборудования упаковать тысячи транзисторов и других связанных компонентов на одном кремниевом чипе размером с ноготь ребенка. Такая микросхема позволила создать два устройства, совершивших революцию в компьютерных технологиях. Первым из них был микропроцессор, представляющий собой интегральную схему, содержащую все арифметические, логические и управляющие схемы центрального процессора.Его производство привело к разработке микрокомпьютеров, систем размером не больше портативных телевизоров, но обладающих значительной вычислительной мощностью. Другим важным устройством, появившимся из схем LSI, была полупроводниковая память. Это компактное запоминающее устройство, состоящее всего из нескольких микросхем, хорошо подходит для использования в мини-компьютерах и микрокомпьютерах. Более того, он нашел применение во все большем количестве мэйнфреймов, особенно в тех, которые предназначены для высокоскоростных приложений, из-за его высокой скорости доступа и большой емкости хранения.Такая компактная электроника привела в конце 1970-х к развитию персонального компьютера, цифрового компьютера, небольшого и достаточно недорогого, чтобы его могли использовать обычные потребители.

микропроцессор Ядро микропроцессора Intel 80486DX2 с изображением кристалла. Matt Britt

К началу 1980-х годов интегральные схемы достигли уровня очень крупномасштабной интеграции (СБИС). Эта технология проектирования и производства значительно увеличила плотность схем микропроцессора, памяти и вспомогательных микросхем, т.е.е., те, которые служат для сопряжения микропроцессоров с устройствами ввода-вывода. К 1990-м годам некоторые схемы СБИС содержали более 3 миллионов транзисторов на кремниевом кристалле площадью менее 0,3 квадратных дюйма (2 квадратных см).

Цифровые компьютеры 1980-х и 90-х годов, в которых использовались технологии LSI и VLSI, часто называют системами четвертого поколения. Многие из микрокомпьютеров, выпущенных в 1980-х годах, были оснащены одним чипом, на котором были интегрированы схемы для процессора, памяти и функций интерфейса.( См. Также суперкомпьютер .)

Использование персональных компьютеров росло в 1980-х и 1990-х годах. Распространение всемирной паутины в 1990-х годах привело к тому, что миллионы пользователей подключились к Интернету, всемирной компьютерной сети, и к 2019 году около 4,5 миллиардов человек, более половины населения мира, имели доступ в Интернет. Компьютеры стали меньше и быстрее, и в начале 21 века они стали повсеместно использоваться в смартфонах, а затем и в планшетных компьютерах.

iPhone 4 iPhone 4, выпущенный в 2010 году. Предоставлено Apple Редакция Британской энциклопедии.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.