Елена, 92 - 11 июля 2009 22:53

Закончив среднюю школу, Цузе, проявивший незаурядные способности к изобразительному искусству, поступил в Берлинский Технический Университет на факультет архитектуры и гражданского строительства, который с успехом закончил в 1935 году. В период обучения в университете Конрад сильно увлекся математикой и физикой. На лекциях он неоднократно сталкивался с необходимостью выполнять громоздкие двоичные вычисления, например, для расчета внутренних напряжений в строительных материалах при конструировании мостов и других навесных сооружений. Обычно инженеры пользовались специальными таблицами, в которые были занесены формулы для выполнения основных операций в двоичной системе счисления.
Как следует из сохранившихся дневников Цузе, именно тогда ему впервые пришло в голову решение автоматизировать данный процесс с применением несложного вычислительного устройства. Эта идея побудила его заняться разработкой программируемой двоичной вычислительной машины Z1, которую он начал кропотливо собирать на квартире своих родителей в Берлине в 1936 году.
В то время, как за разработчиками американских вычислительных систем стояли целые университеты, министерство обороны США и такие мощные компании, как IBM, Цузе работал самостоятельно, на свой страх и риск Ему помогали лишь несколько друзей, выделивших небольшую сумму денег на его исследования.
К 1938 году Z1 была полностью закончена. Не имея ни малейшего представления об устройстве и принципах работы других вычислительных машин, Цузе полностью, на пустом месте разработал не только механику, но и математическую логику своего устройства. Если все существовавшие в конце 30-х годов механические вычислительные машины были построены на основе вращающихся элементов и оперировали десятичными числами, Z1 обрабатывала числа в двоичной системе. Машина имела сложный набор металлических пластин, каждая из них могла перемещаться в строго определенном направлении. Смещение нескольких пластин, указывающих значения вычисляемых величин и математическую операцию, которую необходимо произвести, вызывало перемещение ряда других пластин, изменяющих регистр двоичных чисел и "запоминающих" промежуточный результат. С полученными таким образом данными впоследствии можно было выполнять другие преобразования. Оператор мог задать несложный последовательный алгоритм вычислений, являвший собой прообраз современной компьютерной программы.

[FONT=Times][SIZE=+1]Практическая ценность этого механического устройства была достаточно низка, но огромную научную ценность представляла собой разработанная Цузе логика автоматических вычислений в двоичной системе. По сути он доказал принципиальную возможность создания программируемых вычислительных машин, работающих с двоичным кодом.
Друг Цузе, инженер-электронщик Гельмут Шреер, по достоинству оценив эту перспективную разработку, предложил молодому изобретателю создать электронную вычислительную машину на вакуумных трубках и реле, использующую логические принципы Z1, но позволявшую операторам выполнять математические операции и с десятичными числами. Цузе сомневался в целесообразности использования вакуумных трубок, которые позволяли достичь высокой скорости работы ЭВМ, но отличались крайне низкой надежностью. Он мечтал сделать предназначенную для продажи коммерческую модель компьютера, которая могла бы заменить в офисах крупных и средних фирм настольные счетные машины, и потому должна быть легко настраиваемой и отказоустойчивой.
В 1938 году Цузе и Шреер выступили с докладом перед аудиторией Берлинского университета, изложив суть своего проекта, однако идея создания ЭВМ с использованием двух тысяч вакуумных трубок и нескольких тысяч других компонентов вызвала у слушателей недоверие и была признана неосуществимой — в те времена самые сложные электронные схемы насчитывали не более ста элементов. Шреер, несмотря на отсутствие необходимых средств и всеобщее недоверие к своей затее, все же собрал несколько логических электронных схем для разработанной Цузе ЭВМ Z2.
Конец их совместным исследованиям положила вторая мировая война. Цузе был призван в гитлеровскую армию. Демобилизовавшись из нее спустя шесть месяцев, он вернулся в 1940 году в Берлин и продолжил работу над проектом релейной ЭВМ. Гельмут Шреер, трудившийся инженером в Берлинском университете, снова предложил ему свою помощь. В попытке раздобыть необходимые средства ученые обратились к военному руководству Германии с предложением создать для военно-воздушных сил и систем ПВО вычислительную машину, которая обеспечит быстрое выполнение всех сложных расчетов и повысит эффективность использования тактической авиации. По предварительным оценкам изобретателей, такой компьютер они могли создать за два года. Однако высшие чины вермахта с улыбкой ответили, что Германия достигнет мирового господства гораздо раньше, а потому подобные исследования попросту не имеют смысла.[/SIZE][/FONT]

[FONT=Times][SIZE=+1]Не получив поддержки от официальных военных чинов, Цузе обратился к директорам берлинского авиационного завода Henschel выпускавшего тактические бомбардровщики для люфтваффе, и те с радостью согласились использовать компьютерные технологии в процессе создания военной техники. При содействии исследовательского центра Henschel, организовавшего для проекта Цузе специальный отдел, в котором трудились лучшие инженеры-электронщики компании, Z2 была введена в эксплуатацию уже в конце 1940 года. Этот компьютер оснащенный цифровым процессором на основе реле и вакуумных-трубок, мог автоматически высчитывать ряд параметров геометрии стабилизаторов авиационных бомб, преобразовывать аналоговое значение этих параметров в двоичную систему счисления, вычислять необходимые данные по заранее введенным оператором формулам и выдавать готовый результат виде десятичных чисел. Эти данные сразу же направлялись в производственный цех. Для этой машины Цузе придумал остроумное и дешевое средство ввода данных: он стал кодировать инструкции, пробивая отверстия в 35 миллиметровой фотопленке.
Все еще продолжая работать в Henschel, в 1941 году Цузе организовал собственную фирму Zuse Ingenieurburo und Apparatebau, Berlin - первую коммерческую компанию, ставившую своей целью только развитие компьютерных технологий. Заключив с Henschel достаточно выгодный контракт, Zuse Ingenieurburo под руководством самого Цузе начало разработку ЭВМ нового поколения Z3. Эта программируемая вычислительная машина, созданная на базе электронных реле, оперировала 22-разрядным и словами данных, каждое из которых могло быть помещено в память компьютера за один тактовый цикл, общий объем памяти достигал 64 слов по 22 бита. Z3 могла работать с числами, содержащими плавающую точку, 7-битную экспоненту и 14-битную мантиссу.

Данная машина впервые имела вполне современный принцип адресного распределения памяти: каждое 22-разрядное слово можно было поместить в память или извлечь из нее командами PRz и PSz, где z - соответствующий регистр ОЗУ с адресами от 1 до 64. Для обработки логарифмических выражений и чисел с плавающей точкой применялись параллельные сумматоры, составляющие арифметический модуль компьютера. Память состояла из 1500 реле, арифметическое и контрольное устройства содержали еще 1200 реле. По размерам машина походила на достаточно большой шкаф.[/SIZE][/FONT]

[FONT=Times][SIZE=+1]Для задания сложных алгоритмов вычислений в Z3 использовался разработанный Конрадом Цузе "набор инструкций", включавший около десяти основных и несколько десятков дополнительных команд, являвшийся по сути простейшим языком программирования. В декабре 1941 года Z3 была сдана в эксплуатацию производителям военных самолетов. Именно с помощью Z3 обсчитывались аэродинамические и баллистические характеристики первых немецких крылатых ракет V-1 (иначе FI-103), которые тогда назывались планирующими бомбами.
Построив и успешно внедрив в военную промышленность Z3, Цузе заключил контракт с Научно-исследовательским управлением ВВС Германии (DIV) на проектирование ЭВМ нового поколения, Z4 была очень похожа на Z3 и включала в себя все лучшие разработки Цузе, реализованные им в предыдущих проектах. Этот компьютер обладал уже 1024 регистрами памяти для хранения 22-битных слов, мощным процессором на основе реле, позволявшим с высокой скоростью выполнять преобразования двоичных чисел. Работы над Z4 продолжались три года, и к декабрю 1944 года этот проект был практически завершен. Однако к этому моменту ход войны изменился далеко не в пользу Германии. Во время одного из налетов советской авиации на Берлин первый экземпляр ЭВМ Z3 был полностью разрушен (ученые восстановили его только в середине 60-х годов), а когда в мае 1945 года в столицу Германии вошла советская армия, Цузе был вынужден бежать вместе с уже собранным компьютером Z4 на юг страны, спрятав его в одном из глухих уголков баварских Альп. Переждав вихрь послевоенных событий, Конрад Цузе в 1949 году перевез уцелевшую Z4 в Швейцарию, и в 1950 году эта машина заняла почетное место в офисе одного из цюрихских банков, где в течение пяти лет производила вполне мирные финансовые вычисления и обрабатывала дивиденды по счетам вкладчиков.
Британские и американские военные эксперты внимательно ознакомились с разработками Цузе, и вскоре он был приглашен к сотрудничеству американскими производителями ЭВМ. Однако Цузе вежливо отказался от предложения работать на своих бывших противников и восстановил собственную компанию Zuse Ingenieurburo und Apparatebau, которая под маркой Zuse KG налади¬ла выпуск коммерческих компьютеров. Этой фирмой были созданы широко использовавшиеся в 50-х годах в Германии ЭВМ Z5, Z11, Z22 и Z23. В первые послевоенные годы на основе использовавшегося в Z3 набора инструкций он разработал язык программирования Планкалькюль (Plankalkuel, от plan и лат. calculus). В связи с тем. что в начале 60-х годов в Европе получили чрезвычайно широкое распространение ЭВМ американского производства, Zuse KG начала испытывать тяжелые финансовые трудности, и в 1962 году эта фирма была продана компании Brown Boveri and Co., а чуть позже вошла в состав корпорации Siemens.
Конрад Цузе называл себя аполитичным человеком как во время войны, так и после нее. Делом всей своей жизни он считал развитие компьютерных технологий в Германии и высказывался с некоторой горечью о том, что ему так и не удалось осуществить свою мечту - создать переносной персональный компьютер для деловых людей. В этом его сумели опередить американские разработчики. Конрад Цузе умер в Германии, в Хюхнфельде, в 1995 году, дожив до восьмидесяти пяти лет. С его смертью закрылась еще одна страница в истории развития европейских информационных технологий.

Валентин Холмогоров
Магия ПК №1 (35) январь 2001
[/FONT]
[/SIZE]

[COLOR=brown]из сети http://ragneta.narod.ru/war/zuse_z1.html[/COLOR]