Z4 (υπολογιστής)

Ο Z4 ήταν αναμφισβήτητα ο πρώτος εμπορικός ψηφιακός υπολογιστής στον κόσμο και είναι ο παλαιότερος προγραμματιζόμενος υπολογιστής που έχει διασωθεί.[1](p1028)  Σχεδιάστηκε και κατασκευάστηκε από την εταιρεία Zuse Apparatebau του πρώιμου επιστήμονα υπολογιστών Κόνραντ Τσούζε, για παραγγελία που δόθηκε από την Henschel & Son, το 1942. αν και μόνο εν μέρει συναρμολογήθηκε στο Βερολίνο, στη συνέχεια ολοκληρώθηκε στο Γκέτινγκεν,[2] και δεν παραδόθηκε πριν από την ήττα της ναζιστικής Γερμανίας, το 1945.[3][4][5] Το Z4 ήταν ο τελικός στόχος του Τσούζε για τη σχεδίαση Z3.[6] Όπως το προηγούμενο Z2, περιλάμβανε έναν συνδυασμό μηχανικής μνήμης και ηλεκτρομηχανικής λογικής, επομένως δεν ήταν πραγματικός ηλεκτρονικός υπολογιστής.[7]

Κατασκευή

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
Ηλεκτρομαγνητικό ρελέ του Ζ4

Το Z4 έμοιαζε πολύ με το Z3 στη σχεδίασή του, αλλά βελτιώθηκε σημαντικά από πολλές απόψεις. Η μνήμη αποτελούνταν από λέξεις κινητής υποδιαστολής 32 bit αντί 22 bit. Η Μονάδα Κατασκευής Προγράμματος ( Planfertigungsteil ) τρυπούσε τις κασέτες του προγράμματος, κάνοντας τον προγραμματισμό και τη διόρθωση προγραμμάτων για το μηχάνημα πολύ πιο εύκολο με τη χρήση συμβολικών λειτουργιών και κελιών μνήμης. Οι αριθμοί εισαγάγονταν και εξάγονταν ως δεκαδική κινητή υποδιαστολή, παρόλο που η εσωτερική εργασία ήταν δυαδική. Το μηχάνημα είχε ένα μεγάλο ρεπερτόριο οδηγιών που περιελάμβανε τετραγωνική ρίζα, MAX, MIN και ημιτονοειδές. Οι δοκιμές υπό όρους περιλάμβαναν δοκιμές για το άπειρο. Όταν παραδόθηκε στο ETH της Ζυρίχης το 1950, το μηχάνημα προστέθηκε δυνατότητα κλάδου υπό όρους,[8] και μπορούσε να εκτυπώσει σε μια γραφομηχανή Mercedes. Υπήρχαν δύο κασέτες προγράμματος όπου η δεύτερη μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για να κρατήσει μια υπορουτίνα. (Αρχικά είχαν προγραμματιστεί έξι.)[9][10]

Το 1944, ο Τσούζε δούλευε στο Z4 με περίπου δύο δωδεκάδες άτομα, συμπεριλαμβανομένου του Wilfried de Beauclair. Μερικοί μηχανικοί που εργάζονταν στις τηλεπικοινωνιακές εγκαταστάσεις του OKW (Ανώτατη Διοίκηση της Βέρμαχτ) εργάζονταν επίσης για τον Τσούζε ως δευτερεύον επάγγελμα. Επίσης το 1944 ο Τσούζε μετέτρεψε την εταιρεία του σε Zuse KG (Komanditgesellschaft, δηλαδή ετερόρρυθμη εταιρεία) και σχεδίαζε να κατασκευάσει 300 υπολογιστές.[11] Με αυτόν τον τρόπο θα μπορούσε επίσης να ζητήσει επιπλέον προσωπικό και επιστήμονες ως ανάδοχος στο Πρόγραμμα Μαχητικών Έκτακτης Ανάγκης. Η εταιρεία του Τσούζε συνεργάστηκε επίσης με το Ινστιτούτο Εφαρμοσμένων Μαθηματικών του Άλβιν Βάλτερ στο Τεχνικό Πανεπιστήμιο του Ντάρμσταντ.[12]

Για να μην πέσει στα χέρια των Σοβιετικών, το Z4 διασώθηκε από το Βερολίνο τον Φεβρουάριο του 1945 και μεταφέρθηκε στο Γκέτινγκεν.[13][14] Το Z4 ολοκληρώθηκε στο Γκέτινγκεν σε μια εγκατάσταση του Aerodynamische Versuchsanstalt (AVA, Ινστιτούτο Αεροδυναμικής Έρευνας), του οποίου επικεφαλής ήταν ο Άλμπερτ Μπετς . Αλλά όταν παρουσιάστηκε στους επιστήμονες της AVA, ο θόρυβος από το μέτωπου που πλησίαζε μπορούσε ήδη να ακουστεί,[2] έτσι ο υπολογιστής μεταφέρθηκε με ένα φορτηγό της Βέρμαχτ στο Χίντερσταϊν στο Μπαντ Χίντελανγκστη νότια Βαυαρία, όπου ο Κόνραντ Τσούζε συνάντησε τον Βέρνερ φον Μπράουν.[2][15]

Μέχρι το 1947 ήταν δυνατή η εισαγωγή σταθερών από τη διάτρητη ταινία.

Χρήση μετά τον Β' Παγκόσμιο Πόλεμο

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Το 1949, ο Ελβετός μαθηματικός Έντουαρντ Στίφελ, αφού επέστρεψε από μια διαμονή στις ΗΠΑ όπου επιθεώρησε αμερικανικούς υπολογιστές, επισκέφτηκε τον Τσούζε και το Z4. Όταν διατύπωσε μια διαφορική εξίσωση ως τεστ, ο Τσούζε προγραμμάτισε αμέσως το Z4 για να το λύσει, ο Στίφελ αποφάσισε να αποκτήσει τον υπολογιστή για το νεοϊδρυθέν Ινστιτούτο Εφαρμοσμένων Μαθηματικών στο ETH της Ζυρίχης.[16] Παραδόθηκε στο ETH Ζυρίχης το 1950.[17][18]

Το 1954, ο Βόλφγκανγκ Χάακ προσπάθησε να αποκτήσει το Z4 για το Τεχνικό Πανεπιστήμιο του Βερολίνου,[11] αλλά αντ' αυτού μεταφέρθηκε στο Institut Franco-Allemand des Recherches de St. Louis (ISL, Γαλλο-Γερμανικό Ινστιτούτο Ερευνών) στη Γαλλία, όπου ήταν σε χρήση μέχρι το 1959, υπό τον τεχνικό του επικεφαλής Χούμπερτ Σάρντιν. Σήμερα, το Z4 εκτίθεται στο Deutsches Museum στο Μόναχο. Το Z4 ενέπνευσε το ETH να κατασκευάσει τον δικό του υπολογιστή (κυρίως από τους Άμπρος Σπάϊσερ και Έντουαρτ Στίφελ), ο οποίος ονομαζόταν ERMETH, ακρωνύμιο για γερμανικά: Elektronische Rechenmaschine ETH‎‎ («Ηλεκτρονική Υπολογιστική Μηχανή ETH»).

Το 1950/1951, ο Z4 ήταν ο μόνος λειτουργικός ψηφιακός υπολογιστής στη Γερμανία και ο δεύτερος ψηφιακός υπολογιστής στον κόσμο που πωλήθηκε ή δανείστηκε, (p981) νικώντας το Ferranti Mark 1 κατά πέντε μήνες και το UNIVAC I κατά δέκα μήνες, αλλά με τη σειρά του νικήθηκε από το BINAC (αν και αυτό δεν λειτούργησε ποτέ στο χώρο του πελάτη).[19]) Σε αντίθεση με το Z4, αυτοί οι άλλοι υπολογιστές ήταν τόσο ηλεκτρονικοί όσο και προγραμματιζόμενοι με λογισμικό.[20][21][22][23] Άλλοι υπολογιστές, όλοι αριθμημένοι με ένα πρόθεμα Z, κατασκευάστηκαν από τον Τσούζε και την εταιρεία του. Αξιοσημείωτα είναι το Z11, το οποίο πουλήθηκε στη βιομηχανία οπτικών και σε πανεπιστήμια, και το Z22 .

Το 1955 το Z4 πουλήθηκε στο Γαλλο-Γερμανικό Ερευνητικό Ινστιτούτο του Σαν-Λουί ( Institut franco-allemand de recherches de Saint-Louis ) στο Σαν-Λουί, κοντά στη Βασιλεία, και το 1960 μεταφέρθηκε στο Γερμανικό Μουσείο του Μονάχου.[24]

Το Z4 χρησιμοποιήθηκε για υπολογισμούς για εργασίες στο φράγμα Grande Dixence.

Προδιαγραφές

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
  • Συχνότητα: (περίπου) 40 Hz
  • Μέση ταχύτητα υπολογισμού: 400 ms για μια πρόσθεση, 3 δευτερόλεπτα για έναν πολλαπλασιασμό. Περίπου 1000 αριθμητικές πράξεις κινητής υποδιαστολής κατά μέσο όρο την ώρα.
  • Προγραμματισμός: τρύπες σε 35 mm φιλμ, τρυπημένη σε μηχάνημα προγραμματισμού
  • Είσοδος: Δεκαδικοί αριθμοί κινητής υποδιαστολής, ταινία διάτρησης
  • Έξοδος: Δεκαδικοί αριθμοί κινητής υποδιαστολής, ταινία διάτρησης ή γραφομηχανή Mercedes
  • Μήκος λέξης: 32 bit κινητής υποδιαστολής
  • Στοιχεία: (περίπου) 2.500 ρελέ, 21 βαθμιαία ρελέ
  • Μνήμη: Μηχανική μνήμη από τα Z1 και Z2 [7] (64 words, 32 bit)[25]
  • Κατανάλωση ρεύματος: (περίπου) 4 kW

Παραπομπές

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
  1. ↑ Bruderer, Herbert (2021). Milestones in Analog and Digital Computing (3rd έκδοση). Springer. σελίδες 981, 1028, 1077, 1139. ISBN 978-3-03040973-9.  (NB. This is the English translation of the German work "Meilensteine der Rechentechnik" in two volumes.)
  2. ↑ 2,0 2,1 2,2 Schillo, Michael (2001). «Zuse» (PDF) (Lecture) (στα Γερμανικά). Αρχειοθετήθηκε (PDF) από το πρωτότυπο στις 8 Μαρτίου 2021. Ανακτήθηκε στις 21 Ιουνίου 2010.  (25 pages)
  3. ↑ Zuse, Horst. «The Life and Work of Konrad Zuse». Part 6: part6a, part6b. Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 16 Ιουνίου 2008. Ανακτήθηκε στις 15 Μαΐου 2010. 
  4. ↑ Kaisler, Stephen H. (12 Δεκεμβρίου 2016). Birthing the Computer: From Relays to Vacuum Tubes (στα Αγγλικά). Cambridge Scholars Publishing. σελ. 14. ISBN 978-1-44389631-3. 
  5. ↑ Sommaruga, Giovanni· Strahm, Thomas (21 Ιανουαρίου 2016). Turing's Revolution: The Impact of His Ideas about Computability (στα Αγγλικά). Birkhäuser. σελ. 54. ISBN 978-3-31922156-4. 
  6. ↑ «The Zuse Computers». Resurrection - The Bulletin of the Computer Conservation Society (Computing Before Computers seminar, Science Museum: Computer Conservation Society (CCS)) 37. Spring 2006. ISSN 0958-7403. Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 2022-04-07. https://web.archive.org/web/20220407104828/http://www.cs.man.ac.uk/ccs/res/res37.htm#c. Ανακτήθηκε στις 2008-07-26. 
  7. ↑ 7,0 7,1 Zuse, Konrad (28 Σεπτεμβρίου 1993). The Computer - My Life (στα Αγγλικά). Springer Science & Business Media. σελ. 81. ISBN 978-3-54056453-9.  (NB. This is a translation of the original title in German Der Computer - Mein Lebenswerk.)
  8. ↑ «Konrad Zuse und der bedingte Sprung» (στα γερμανικά). Informatik-Spektrum 37 (1): 50–53. 2014-02-01. doi:10.1007/s00287-013-0717-9. ISSN 0170-6012. 
  9. ↑ Speiser, Ambros Paul (2002). «Konrad Zuse's Z4: Architecture, Programming and Modifications at ETH Zurich». Στο: Rojas, Rául· Hashagen, Ulf. The first Computers: History and Architectures. MIT. σελίδες 263–276. ISBN 978-0-262-18197-6. 
  10. ↑ «The Zuse computer» (στα αγγλικά). Mathematics of Computation 2 (20): 355–359 [359]. 1947. doi:10.1090/S0025-5718-1947-0022444-9. ISSN 0025-5718. 
  11. ↑ 11,0 11,1 Petzold, Hartmut (2004). Hellige, Hans Dieter, επιμ. Geschichten der Informatik. Visionen, Paradigmen, Leitmotive (στα Γερμανικά). Berlin, Germany: Springer. σελίδες 93, 110. ISBN 3-540-00217-0. 
  12. ↑ «Alwin Walther, IPM, and the Development of Calculator/Computer Technology in Germany, 1930–1945». Annals of the History of Computing (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 8 (4): 334–350. October 1986. doi:10.1109/MAHC.1986.10061. ISSN 0164-1239. 
  13. ↑ Bauer, Friedrich Ludwig (2009). Historische Notizen zur Informatik (στα Γερμανικά). Berlin, Germany: Springer. σελ. 198. ISBN 978-3-540-85789-1. 
  14. ↑ Speech, Computer Conservation Society, Science Museum (London), London, UK, 2010-11-18 
  15. ↑ «Obituary: Konrad Zuse». The Independent. 1995-12-21. https://www.independent.co.uk/news/people/obituary--konrad-zuse-1526795.html. Ανακτήθηκε στις 2011-02-04. 
  16. ↑ Lippe, Wolfram M. (13 Απριλίου 2010). «Kapitel 14 - Die ersten programmierbaren Rechner» (PDF) (στα Γερμανικά). Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο (PDF) στις 19 Ιουλίου 2011. Ανακτήθηκε στις 21 Ιουνίου 2010.  Unknown parameter |orig-date= ignored (βοήθεια)
  17. ↑ «Zuse Computer Model IV, at Zurich, Switzerland». Digital Computer Newsletter 3 (1): 5. April 1951. https://apps.dtic.mil/sti/citations/tr/AD0694600. 
  18. ↑ «Automatic Computing Machinery: News – Institute for Applied Mathematics of the Swiss Federal Institute of Technology» (στα αγγλικά). Mathematics of Computation 5 (33): 45–46. 1951. doi:10.1090/S0025-5718-51-99443-4. https://archive.org/details/sim_mathematics-of-computation_1951-01_5_33/page/45. 
  19. ↑ «Description of the BINAC». Ανακτήθηκε στις 26 Ιουλίου 2008.  Citing «The UNIVAC SHORT CODE». IEEE Annals of the History of Computing 10 (1): 7–18 [9]. 1988. doi:10.1109/MAHC.1988.10004. «The BINAC». 
  20. ↑ «The Ferranti Mark 1». The University of Manchester. 2008. Ανακτήθηκε στις 3 Μαΐου 2023. 
  21. ↑ «The BINAC:A case study in the history of technology». Annals of the History of Computing (Arlington, Virginia, USA: American Federation of Information Processing Societies) 1 (1): 9–20. July 1979. doi:10.1109/mahc.1979.10005. ISSN 1058-6180. 
  22. ↑ «Description of the BINAC». Citing Annals of the History of Computing, Vol. 10 No. 1 1988. Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 4 Αυγούστου 2008. Ανακτήθηκε στις 3 Μαΐου 2023. 
  23. ↑ «UNIVAC 1: The First Mass-Produced Computer – Unisys History Newsletter, Volume 5, Number 1». Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 22 Απριλίου 2017. Ανακτήθηκε στις 8 Νοεμβρίου 2023. 
  24. ↑ Deutsches Museum, Die Z3 und Z4 von Konrad Zuse, Website of the Deutsches Museum
  25. ↑ A survey of automatic digital computers (στα Αγγλικά). Office of Naval Research, Dept. of the Navy. 1953. σελ. 97. 

Περαιτέρω ανάγνωση

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Εξωτερικοί σύνδεσμοι

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]