Z4 (компьютер)
Немецкий компьютер 1940-х годов

Z4
Z4 на выставке в Немецком музее в Мюнхене
РазработчикКонрад Цузе
ПроизводительZuse Apparatebau
ТипПрограммируемый , полностью автоматический цифровой электромеханический компьютер
Дата выпуска1945 ; 80 лет назад ( 1945 )
Начальная цена30 000 швейцарских франков  на пять лет
Продано единиц1 ( ETH Zurich в рамках кредитного соглашения) [1] : 1077, 1139 
Процессор@ (примерно) 40  Гц
ПамятьМеханический, длина слова 32 бита
ОтображатьДесятичные числа с плавающей точкой, перфолента или пишущая машинка Mercedes
ВходДесятичные числа с плавающей точкой, перфолента
Власть(примерно) 4  кВт
МассаОколо 1000  кг (2200  фунтов )
ПредшественникZ3
ПреемникZ5

Z4 , возможно, был первым в мире коммерческим цифровым компьютером и старейшим сохранившимся программируемым компьютером. [1] : 1028  Он был разработан и изготовлен компанией Zuse Apparatebau , одним из первых ученых-компьютерщиков Конрада Цузе , по заказу, размещенному Henschel & Son , в 1942 году; хотя только частично собран в Берлине, затем завершен в Геттингене в Третьем рейхе в апреле 1945 года, [2] но не доставлен до поражения нацистской Германии в 1945 году. [3] [4] [5] Z4 был конечной целью Цузе для разработки Z3 . [6] Как и более ранний Z2 , он включал в себя комбинацию механической памяти и электромеханической логики. [7]

Z4 использовался в Швейцарской высшей технической школе Цюриха с 1950 по 1955 год [1] : 14  и послужил источником вдохновения для создания ERMETH [ 1] : 1009 —  первого швейцарского компьютера, созданного под руководством инженера Швейцарской высшей технической школы Амброса Шпайзера . [1] : 1087 

Строительство

Электромагнитное реле Z4

Z4 был очень похож на Z3 по своей конструкции, но был значительно улучшен в ряде отношений. Память состояла из 32-битных, а не 22-битных слов с плавающей точкой . Блок построения программ ( Planfertigungsteil ) перфорировал программные ленты, что значительно упрощало программирование и исправление программ для машины за счет использования символьных операций и ячеек памяти. Числа вводились и выводились как десятичные с плавающей точкой, хотя внутренняя работа была в двоичном формате. Машина имела большой репертуар инструкций, включая квадратный корень, MAX, MIN и синус. Условные тесты включали тесты на бесконечность. Когда машина была доставлена ​​в ETH Zurich в 1950 году, в ней была добавлена ​​возможность условного перехода [8] и она могла печатать на пишущей машинке Mercedes. Было две программные ленты, где вторая могла использоваться для хранения подпрограммы. (Первоначально планировалось шесть.) [9] [10]

В 1944 году Цузе работал над Z4 примерно с двумя десятками человек, [11] включая Вильфрида де Боклера . Некоторые инженеры, работавшие на телекоммуникационном предприятии OKW, также работали на Цузе в качестве дополнительной работы. Также в 1944 году Цузе преобразовал свою компанию в Zuse KG ( Kommanditgesellschaft , т.е. товарищество с ограниченной ответственностью) и планировал производить 300 компьютеров. [12] Таким образом, он также мог запросить дополнительный персонал и ученых в качестве подрядчика в программе Emergency Fighter Program . [12] Компания Цузе также сотрудничала с Институтом прикладной математики Альвина Вальтера в Техническом университете Дармштадта . [13]

Чтобы предотвратить его попадание в руки Советов, Z4 был эвакуирован из Берлина в феврале 1945 года и перевезен в Геттинген . [11] [14] Z4 был завершен в Геттингене на объекте Aerodynamische Versuchsanstalt (AVA, Аэродинамический исследовательский институт), который возглавлял Альберт Бетц . Но когда его представили ученым AVA, уже был слышен рев приближающегося фронта, [2] поэтому компьютер был перевезен на грузовике вермахта в Хинтерштайн в Бад-Хинделанге на юге Баварии, где Конрад Цузе встретил Вернера фон Брауна . [2] [15]

К 1947 году стало возможным вводить константы с помощью перфоленты. [10]

Использование после Второй мировой войны

В 1949 году швейцарский математик Эдуард Штифель , вернувшись из США, где он инспектировал американские компьютеры, посетил Цузе и Z4. Когда он сформулировал дифференциальное уравнение в качестве теста, Цузе немедленно запрограммировал Z4 для его решения. Штифель решил приобрести компьютер для своего недавно основанного Института прикладной математики в Швейцарской высшей технической школе Цюриха . [16] Он был доставлен в Швейцарскую высшую технологическую школу Цюриха в 1950 году. [17] [18]

По крайней мере, в Цюрихе есть интересная ночная жизнь с грохотом Z4, пусть и не слишком насыщенная.

—Конрад Цузе

В 1954 году Вольфганг Хаак попытался получить Z4 для Технического университета Берлина , [12] но вместо этого он был передан в Институт Франко-Allemand des Recherches de St. Louis (ISL, Франко-германский институт исследований) во Франции , где он использовался до 1959 года под техническим руководством Хуберта Шардена . Сегодня Z4 экспонируется в Немецком музее в Мюнхене . Z4 вдохновил ETH на создание собственного компьютера (в основном Амброса Шпайзера и Эдуарда Штифеля ), который назывался ERMETH , аббревиатура от немецкого Elektronische Rechenmaschine ETH («Электронная вычислительная машина ETH»). [1] : 1009 

В 1950/1951 годах Z4 был единственным работающим цифровым компьютером в Центральной Европе и вторым цифровым компьютером в мире, который был продан или предоставлен в аренду, [1] : 981,  опередив Ferranti Mark 1 на пять месяцев и UNIVAC I на десять месяцев, но в свою очередь уступив BINAC (хотя он никогда не работал на площадке заказчика [19] ). Другие компьютеры, все пронумерованные с литеры Z, были построены Цузе и его компанией. Среди них следует отметить Z11 , который был продан оптической промышленности и университетам, и Z22 .

В 1955 году Z4 был продан Франко-немецкому научно-исследовательскому институту Сен-Луи ( Institut franco-allemand de recherches de Saint-Louis ) в Сен-Луи , недалеко от Базеля, а в 1960 году передан Немецкому музею в Мюнхене . [20]

Z4 использовался для расчетов при работе на плотине Гранд Диксенс в 1950 году. [1] : 1081 

Технические характеристики

  • Частота: (примерно) 40  Гц
  • Средняя скорость вычислений: 400  мс на сложение, 3 секунды на умножение. Около 1000 арифметических операций с плавающей точкой в ​​среднем в час.
  • Программирование: отверстия в 35-мм кинопленке, пробитые на программирующей машине.
  • Ввод: десятичные числа с плавающей точкой, перфолента
  • Вывод: десятичные числа с плавающей точкой, перфолента или пишущая машинка Mercedes.
  • Длина слова: 32 бита с плавающей точкой
  • Элементы: (около) 2500 реле, 21 шаговое реле
  • Память: Механическая память от Z1 и Z2 [7] (64 слова, 32 бита) [21]
  • Потребляемая мощность: (примерно) 4  кВт

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abcdefgh Брудерер, Герберт (2021). Вехи в аналоговых и цифровых вычислениях (3-е изд.). Springer. С. 981, 1009, 1028, 1077, 1087, 1139. ISBN 978-3-03040973-9.(Примечание. Это английский перевод немецкой работы « Meilensteine ​​der Rechentechnik » в двух томах.)
  2. ^ abc Schillo, Michael [в Wikidata] (2001). "Zuse" (PDF) (Лекция) (на немецком языке). Архивировано (PDF) из оригинала 2021-03-08 . Получено 2010-06-21 .(25 страниц)
  3. ^ Цузе, Хорст . "Жизнь и творчество Конрада Цузе". Часть 6: part6a, part6b. Архивировано из оригинала 2008-06-16 . Получено 2010-05-15 .
  4. ^ Кайслер, Стивен Х. (2016-12-12). Рождение компьютера: от реле до вакуумных трубок. Cambridge Scholars Publishing . стр. 14. ISBN 978-1-44389631-3.
  5. ^ Соммаруга, Джованни; Штрам, Томас (2016-01-21). Революция Тьюринга: Влияние его идей о вычислимости. Биркхойзер. стр. 54. ISBN 978-3-31922156-4.
  6. ^ Рохас, Рауль (весна 2006 г.) [2005-05-12]. "Компьютеры Цузе". Возрождение - Бюллетень Общества сохранения компьютеров (отредактированная стенограмма речи). Том 37. Семинар Computing Before Computers, Музей науки: Общество сохранения компьютеров (CCS). ISSN  0958-7403. Архивировано из оригинала 2022-04-07 . Получено 2008-07-26 .
  7. ^ Аб Цузе, Конрад (28 сентября 1993 г.). Компьютер - Моя жизнь. Springer Science & Business Media . п. 81. ИСБН 978-3-54056453-9.(Примечание. Это перевод оригинального названия на немецкий язык Der Computer — Mein Lebenswerk .)
  8. ^ Рохас, Рауль (01 февраля 2014 г.). «Конрад Цузе и условный прыжок». Информатик-Спектр (на немецком языке). 37 (1): 50–53 . doi : 10.1007/s00287-013-0717-9. ISSN  0170-6012. S2CID  1086397.
  9. ^ Speiser, Ambros Paul (2002). "Z4 Конрада Цузе: Архитектура, Программирование и Модификации в ETH Zurich". В Rojas, Rául ; Hashagen, Ulf [на немецком языке] (ред.). Первые компьютеры: История и Архитектура . MIT. стр.  263–276 . ISBN 978-0-262-18197-6.
  10. ^ ab Линдон, Роджер Конант (1947). «Компьютер Цузе». Математика вычислений . 2 (20): 355–359 [359]. doi : 10.1090/S0025-5718-1947-0022444-9 . ISSN  0025-5718.
  11. ^ аб Бауэр, Фридрих Людвиг (2009). Historische Notizen zur Informatik (на немецком языке). Берлин, Германия: Шпрингер. п. 198. ИСБН 978-3-540-85789-1.
  12. ^ abc Petzold, Hartmut [на немецком языке] (2004). Хеллиге, Ганс Дитер (ред.). История информатики. Visionen, Paradigmen, Leitmotive (на немецком языке). Берлин, Германия: Шпрингер. стр. 93, 110. ISBN. 3-540-00217-0.
  13. ^ de Beauclair, Wilfried (октябрь 1986 г.). «Альвин Вальтер, IPM и развитие вычислительной техники/компьютерных технологий в Германии, 1930–1945 гг.». Annals of the History of Computing . 8 (4). Institute of Electrical and Electronics Engineers : 334–350 . doi :10.1109/MAHC.1986.10061. ISSN  0164-1239. S2CID  15020276.
  14. ^ Цузе, Хорст (2010-11-18), Речь , Computer Conservation Society , Science Museum (London) , Лондон, Великобритания{{citation}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
  15. ^ Кэмпбелл-Келли, Мартин (1995-12-21). "Некролог: Конрад Цузе". The Independent . Получено 2011-02-04 .
  16. ^ Липпе, Вольфрам М. (13 апреля 2010 г.) [2007]. «Kapitel 14 - Die ersten programmierbaren Rechner» (PDF) (на немецком языке). Архивировано из оригинала (PDF) 19 июля 2011 г. Проверено 21 июня 2010 г.
  17. ^ "Компьютерная модель Zuse IV, в Цюрихе, Швейцария" . Информационный бюллетень о цифровых компьютерах . 3 (1): 5 апреля 1951 г.
  18. ^ "Автоматические вычислительные машины: Новости – Институт прикладной математики Швейцарского федерального технологического института". Математика вычислений . 5 (33): 45– 46. 1951. doi : 10.1090/S0025-5718-51-99443-4 .
  19. ^ "Описание BINAC" . Получено 2008-07-26 .Цитируя Шмитта, Уильяма Ф. (1988). "КОРОТКИЙ КОД UNIVAC". IEEE Annals of the History of Computing . 10 (1): 7–18 [9]. doi :10.1109/MAHC.1988.10004. S2CID  10189359. BINAC
  20. ^ Немецкий музей , Die Z3 und Z4 von Konrad Zuse, Веб-сайт Немецкого музея
  21. ↑ Обзор автоматических цифровых компьютеров. Управление военно-морских исследований, Департамент военно-морского флота. 1953. С. 97.

Дальнейшее чтение

  • Рэнделл, Брайан (2012-12-06). "Глава IV: Цузе и Шрайер". Происхождение цифровых компьютеров: избранные статьи . Springer Science & Business Media . стр.  156–157 . ISBN 978-3-64296242-4. Получено 2022-07-02 .
  • Блаау, Геррит Энн ; Брукс, младший, Фредерик Филлипс (1997). Архитектура компьютера: концепции и эволюция . Бостон, Массачусетс, США: Addison-Wesley Longman Publishing Co., Inc.
  • LaForest, Charles Eric (апрель 2007 г.). "2.1 Lukasiewicz and the First Generation: 2.1.2 Germany: Konrad Zuse (1910–1995); 2.2 The First Generation of Stack Computers: 2.2.1 Zuse Z4". Архитектура стековых компьютеров второго поколения (PDF) (диссертация). Ватерлоо, Канада: University of Waterloo . стр. 8, 11. Архивировано (PDF) из оригинала 20.01.2022 . Получено 02.07.2022 .(178 страниц)
  • Брюдерер, Герберт (2012). Конрад Цузе и Швейцария. Мы работаем с компьютером? Чарльз Бэббидж, Алан Тьюринг и Джон фон Нейман (на немецком языке). Том. XXVI. Мюнхен, Германия: Ольденбург Верлаг. ISBN 978-3-486-71366-4. Архивировано из оригинала 2012-02-03.
  • Bruderer, Herbert (2020-09-21). "Discovery: User Manual of the Oldest Surviving Computer in the World". BLOG@CACM . Association for Computing Machinery . Архивировано из оригинала 2022-07-02 . Получено 2022-07-02 .
  • Рутисхаузер, Хайнц (лето 1952 г.). Gebrauchsanweisung Z 4 [ Руководство пользователя Z 4 ] (на немецком языке). Институт математики, ETH Zürich. doi : 10.7891/e-manuscripta-98601. Образец №. 19, Ис 1517:1. Архивировано из оригинала 2 июля 2022 г. Проверено 2 июля 2022 г.[1] (1+1+16 страниц)
  • Домашняя страница zuse.de от Хорста Цузе (сына Конрада Цузе) с большим количеством информации о компьютерах Zuse.
  • zuse.de {English} Домашняя страница на английском языке от Хорста Цузе (сына Конрада Цузе)
  • Фотографии Z4 в Швейцарской высшей технической школе Цюриха (с текстом на немецком языке)
  • "Текстовое и иллюстрированное описание Z4: история, набор инструкций и аппаратные характеристики". Компьютер Конрада Цузе . Технический университет Берлина . Архивировано из оригинала 2008-09-14 . Получено 2008-07-26 .
  • Цузе, Хорст . "Компьютер Z4 и аппарат Цузе в Берлине (1940-1945)". Жизнь и творчество Конрада Цузе . Архивировано из оригинала 01.06.2008 . Получено 26.07.2008 .
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Z4_(компьютер)&oldid=1273407477"