Конрад Цузе проявил смелость. Будучи инженером-конструктором на крупном машиностроительном предприятии Хеншель (Henschel Flugzeugwerke) в Берлине, он имел постоянную работу, что было редкостью в переживающей кризис Германии в начале 1930-х годов.
Но повторяющиеся вычисления настолько утомили инженера-механика, что в 1935 году он осмелился сделать решительный шаг и ушел с работы, чтобы посвятить время изобретениям.
В гостиной своих родителей он разработал вычислительную машину, которая должна была автоматически выполнять вычисления инженеров. Это был предшественник первого в мире функционального цифрового компьютера. Устройство Z3 впервые было введено в эксплуатацию ровно 80 лет назад - 12 мая 1941 года. Но по порядку.
Цузе хотел создать не что иное, как «механический мозг». Концептуально 25-летний изобретатель открыл новую технологическую эпоху. Машина должна использовать двоичную систему, то есть вычислять с «нулем» и «единицей».
Затем Цузе захотел использовать двоичную систему для реализации управления последовательностью. Позже этот процесс лег в основу цифровой эпохи.
Первые попытки создания компьютера
Чтобы справиться со статическими вычислениями, Цузе решил работать с компактной памятью на 16 чисел.
В первых попытках построить машину он опирался на опыт юности. После окончания средней школы Цузе собрал сложный кран-перегрузчик угля с металлическим конструктивным комплектом от компании «Стабил», за что получил почетную грамоту компании.
Первый вариант компьютера Цузе, Z1 1938 года, состоял из полос листового металла, лежащих одна на другой. «Z1 большую часть времени заклинивал», - пишет берлинский ученый-компьютерщик и историк Ральф Бюлов в записи в блоге крупнейшего в мире компьютерного музея, Музейного форума Хайнца Никсдорфа в Падерборне, по случаю годовщины Z3.
Модель Z2
Во второй попытке Цузе отказался от чисто механического решения. Около 200 электромагнитных реле теперь должны выполнять арифметические операции. Z2 работал немного лучше, чем Z1, но еще не был достаточно надежным для коммерческого использования.
По крайней мере, это вызвало интерес у Альфреда Тайхмана, начальника отдела Института прочности Немецкого авиационного научно-исследовательского института (DVL).
В институте на аэродроме Йоханнисталь в берлинском районе Адлерсхоф Тайхман в первую очередь интересовался феноменом вибрации.
«Это то, что авиационные эксперты назвали ритмичным скручиванием крыльев и хвостового оперения, которое могло происходить на определенных скоростях с 1920-х годов. В худшем случае самолет разбивался», - пишет Бюлов.
Инженеры DVL попытались обуздать вибрацию, внося изменения в конструкцию. Для этого, например, в крыльях были смещены утяжелители, чтобы изменить центр тяжести. «Но пришлось провести много вычислений», - сообщает Бюлов.
Когда Тейхманн увидел Z2, он осознал возможности для исследования феномена вибрации. Цузе было поручено построить более крупный компьютер.
Цузе потребовался еще один год, чтобы разработать Z3. И ему удалось добиться большого успеха, хотя немецкая военная экономика в значительной степени игнорировала его изобретение. Z3 вошел в историю как первый свободно программируемый компьютер с программным управлением.
Первый пробный запуск в Берлине
Первый пробный запуск состоялся 80 лет назад, 12 мая 1941 года, на улице Метфессельштрассе, 7 в Берлине в районе Кройцберг. Цузе устроил там мастерскую своего инженерного бюро. «В вычислительном и запоминающем блоке Z3 было 2000 реле.
Была небольшая панель управления для ввода и вывода чисел, а программирование производилось с помощью перфорированных карт», - пишет Бюлов. «Если допустить использование электромагнитной технологии, то Z3 был первым функциональным компьютером», - добавляет историк.
Но Z3 по-настоящему никогда не использовался. Его несколько раз демонстрировали, но в 1943 году аппарат был разрушен в результате взрыва бомбы. Первый компьютер, основанный на ламповой технологии, ENIAC, разработанный Джоном Мочли и Джоном Преспером Эккертом в США, был построен только в 1946 году.
«Электрический цифровой интегратор и калькулятор» (ENIAC) должен, как следует из названия, ускорять «численное интегрирование», то есть вычисление площади под кривой в системе координат. Речь не шла об абстрактном математическом упражнении.
Скорее, солдатам армии США во Второй мировой войне должна была быть оказана конкретная помощь в быстром вычислении траекторий артиллерийских снарядов.
Армия США больше не могла пользоваться преимуществами ENIAC во время Второй мировой войны, потому что создание машины было завершено только после окончания военных действий.
С приближением холодной войны цель аппарата изменилась: американские ученые в Лос-Аламосе использовали ENIAC для расчета разрушительной силы первой водородной бомбы.
Модель ENIAC 1:1 можно увидеть среди других в Падерборне. Рабочая копия Z3 находится в Немецком музее в Мюнхене.
Кроме того, точную копию можно увидеть в Немецком технологическом музее в Берлине, который сын компьютерного пионера Хорст Цузе построил в 2010 году к 100-летию своего отца.
