Мало кто слышал о Конраде Цузе — человеке, который придумал первый в мире программируемый компьютер для вычислений. И хоть Конрад не состоял в партии нацистов, его машины часто называют «компьютерами Гитлера» — устройства производили расчёты для ракет «Фау».
Это история о том, как перед началом Второй мировой молодому инженеру надоело делать расчёты вручную и захотелось почаще ходить на свидания.
Первый прототип с мотором от пылесоса
Первую вычислительную машину с программным управлением создали в Германии в 1938 году. Её изобретателю — Конраду Цузе — на тот момент было 28 лет. Он был молод, жил в Берлине и видел, что город открывает перед ним массу возможностей — например, ходить на свидания. Но вместо этого Конрад проводил вечера на авиационном заводе, где приходилось делать расчёты вручную с помощью логарифмической линейки.
Киснуть над цифрами не хотелось, зато Конрада занимала идея спроектировать машину. Он уволился с завода, собрал друзей и начал создавать компьютер в доме родителей.
Денег не было, поэтому при конструировании приходилось использовать подручные средства. Например, для переключателей Конрад вместе с командой выпилил лобзиком 20 тысяч пластин. В итоге получился компьютер Z1, который весил 500 кг и работал от мотора пылесоса. Несмотря на любительский подход, Z1 во многом был похож на современные компьютеры: у него имелись регистр памяти, арифметико-логическое устройство, интерфейсы ввода и вывода. Для последних использовали печатную машинку и мигающие лампочки. Z1 умел складывать числа за 5 секунд, а умножать — за 10.
Прототип постоянно ломался, но основную функцию выполнял — с помощью него можно было делать расчёты. Конрад понял — необходимо развивать проект дальше.
«2 тысячи радиоламп? Да вы фантазёры!»
После создания Z1 Цузе искал деньги на новую модель, но началась Вторая мировая война. Друг Конрада — Гельмут Шреер — посоветовал заменить пластины радиолампами. Конрад обратился с запросом в Берлинский университет и попросил 2 тысячи радиоламп и несколько тысяч ламп накаливания, но в ответ получил отказ с формулировкой: «Вы — фантазёры». На тот момент в вычислительных устройствах редко кто использовал больше 100 ламп.
Конрад обратился к бизнесменам и военным, но и там получил отказы. В итоге работа над Z2 началась при поддержке Института аэродинамических исследований. К концу 1940 года модель была готова. Память состояла из пластин, зато вычислительный блок удалось заменить на реле. Детали достали из старых телефонов.
В итоге Z2 научился умножать за 5 секунд, а складывать — за 0,8 секунды. К вводу данных добавились перфоленты — Конрад пробивал отверстия в старой киноплёнке.
Расчёт полёта первых ракет и побег в Альпы
К 1941 году Конрад создал компьютер Z3, сохранивший логическую структуру прошлых моделей. Z3 умел умножать и делить за 3 секунды, а складывать — за 0,7 секунды. Кроме того, модель научилась без оператора обрабатывать арифметические исключения — например, делить на ноль. Z3 применили на практике — его использовали для вычисления параметров «Фау». Позже Конрад говорил, что судьба изобретения, которое должно изменить мир к лучшему, неизбежна — оно рано или поздно окажется у военных или государства.
Над следующей моделью Цузе работал с целью создать язык высокого уровня, который больше походил бы на человеческий, чем на машинный. К декабрю 1944 года Z4 был почти готов, но началась бомбардировка Берлина. Машина, к счастью, не пострадала, и изобретатель в марте 1945-го вывез её в деревню в Альпах, где хранил три года.
К 1950-му проектирование Z4 наконец завершилось — это был единственный цифровой компьютер в Европе, он работал на частоте 30 Гц и обрабатывал числа с плавающей запятой. Цузе стал бизнесменом и успел выпустить целую линейку своих компьютеров — самыми популярными стали Z5, Z11, Z22 и Z23.
Их использовали прежде всего в университетах и авиации, но только до шестидесятых — потом пришли американские ЭВМ и Конрад оказался не у дел. Его фирму купила Siemens — и оставила за Цузе должность консультанта. В 1987 году на деньги Siemens Конрад сделал реплику первого компьютера Z1— машину можно увидеть в Национальном технологическом музее Берлина.