Z3 (компьютер)
«Z3» — первая программируемая вычислительная машина, обладающая всеми свойствами современного компьютера. Создана немецким инженером Конрадом Цузе и представлена вниманию научной общественности 12 мая 1941 года.
Машина представляла собой двоичный вычислитель с ограниченной программируемостью, выполненный на основе телефонных реле. На таких же реле было реализовано и устройство хранения данных. Их общее количество составляло около 2200. Порядок вычислений можно было выбрать заранее, однако условные переходы и циклы отсутствовали. Тактовая частота «Z3» составляла всего-навсего 5,33 Гц. [1]
«Z3» была создана Цузе на основе его первых вычислителей «Z1» и «Z2». В свою очередь она послужила основой создания более совершенного компьютера «Z4».
В 1942 году вместе с австрийским инженером-электриком Хельмутом Шрайером Цузе предложил создать на базе «Z3» компьютер нового типа, заменив телефонные реле вакуумными электронными лампами, что должно было сильно повысить надёжность и быстродействие машины. Предполагалось, что новый компьютер можно будет использовать для криптографии и расшифровки закодированных сообщений. Однако в связи с запретом на долговременные научные разработки в годы войны, предложение инженеров отклонили. [2]
Через небольшое время в других странах мира также появились первые вычислительные машины. Ими были компьютеры «Марк I», «Колосс» и «Эниак». В тоже время, оригинальная машина Конрада Цузе занимала значительно меньше места, и стоила гораздо дешевле, чем созданный двумя годами позже американский компьютер «Марк I».
«Z3» использовался для расчётов, связанных с конструированием самолётов и управляемых ракет немецким Исследовательским институтом аэродинамики (нем. Aerodynamische Versuchsanstalt ). Единственный образец компьютера вместе с другими ранними разработками Цузе был уничтожен во время налёта союзнической авиации в 1945 году.
В 1960 году компанией Zuse KG была выполнена реконструкция «Z3». В 1967 эта модель была выставлена и привлекла большое внимание посетителей монреальской выставки, а в настоящее время размещена в экспозиции «Немецкого музея» города Мюнхен (Германия). [1]
Содержание
Факты
- В отличие от первой непрограммируемой вычислительной машиныВильгельма Шикарда, созданной в 1623 году, «Z3» был программируемымкомпьютером.
- Успех «Z3» определила его реализация в виде простой двоичной системы. Идея была не новой. Сама двоичная система счисления была придумана почти тремя столетиями ранее Готфридом Лейбницем. В середине XIX века Джордж Буль взял её за основу для создания алгебры логики, а в 1937 году сотрудник Массачусетского технологического институтаКлод Шеннон в оригинальной работе, посвящённой исследованию цифровых цепей, разработал способ реализации двоичных схем, собираемых из электронных реле. Однако, Конрад Цузе был первым, кто объединил все эти вещи, создав на их основе первую программируемую вычислительную машину «Z3».
- Первый проект программируемой вычислительной машины был создан в середине 1800-х годов Чарльзом Бэббиджем. В то время, он не мог быть реализован, одной из причин чего была десятичность машины и гораздо более высокая сложность, чем у двоичного «Z3» (когда в 1991 году, на основе оригинальных работ Бэббиджа была создана реконструкция его Разностной машины, — она оказалась вполне работоспособной). Знакомая Бэббиджа Ада Лавлейс была первым теоретическим программистом, пишущей программы для несуществующей машины. Конрад Цузе стал первым программистом-практиком.
- Американский компьютер «Эниак» был создан на 4 года позже «Z3». Схема «Эниак» была основана на вакуумных электронных лампах, в то время как «Z3» использовал электромеханические реле. Тем не менее «Эниак» был десятичной машиной, а «Z3»: — уже двоичной. [3] До 1948 года для перепрограммирования «Эниак» фактически нужно было перекоммутировать заново, в то время как «Z3» умел считывать программы с перфорированной ленты. В основе современных компьютеров лежат транзисторные схемы, а не релейные или ламповые переключатели как на «Z3» и «Эниаке», однако их базовая архитектура гораздо больше походит на архитектуру первого.
- Для хранения программ для «Z3» использовалась внешняя перфорированная лента. «Манчестерское дитя» (англ.The Manchester Baby ) 1948 и «EDSAC»1949 были первыми компьютерами с внутренним хранением программ, реализующими концепцию, часто приписываемую Джону фон Нейману и его коллегам, изложившим её в документе 1945 года. Патентная заявка Конрада Цузе, несмотря на то, что сам патент был отклонён, упоминала о похожей концепции почти на 10 лет раньше, в 1936 году.
Z3 и универсальная машина Тьюринга
- Реализация циклов на «Z3» была возможна, однако возможности создания условных переходов не существовало. Тем не менее в 1998 году было показано, что этот компьютер всё-таки может воспроизвести поведение универсальной машины Тьюринга (правда, при допущении неограниченного объёма хранящихся данных и нулевой вероятности ошибок). Неуклюжесть этого решения не должна смущать, поскольку сама машина Тьюринга является весьма неуклюжим устройством, разработанным для демонстрации простоты и универсальности, а не эффективности.
- С прагматической точки зрения гораздо более важно то, что «Z3» имел довольно практичный набор инструкций, удобных для типичных технических приложений 40-х годов. Конрад Цузе прежде всего был гражданским инженером, и начал создавать компьютеры для облегчения своей профессиональной деятельности. Именно поэтому его машины так похожи на выпускаемые сегодня компьютеры.
См. также
Литература
- Знакомьтесь: компьютер = Understanding computers : Computer basics : Input/Output (рус.) ; Пер. с англ. К.Г.Батаева; Под ред. и с пред. В.М.Курочкина — Москва : Мир, 1989. — 240 с., ил. ISBN 5-03-001147-1
- Язык компьютера = Understanding computers : Software : Computer Languages (рус.) ; Пер. с англ. С.Е.Морковина и В.М.Ходукина; Под ред. и с пред. В.М.Курочкина — Москва : Мир, 1989. — 240 с., ил. ISBN 5-03-001148-X
Источники
- ↑ 12Описание компьютера «Z3» на сайте Хорнста Цузе в Техническом университете г. Берлин (The Z3) (англ.)
- ↑Знакомьтесь: компьютер (рус.) ; Под ред. В.М.Курочкина; подробно — в разделе Литература.
- ↑Язык компьютера (рус.) ; Под ред. В.М.Курочкина; подробно — в разделе Литература.
Ссылки
- Описание компьютера «Z3» на сайте Хорнста Цузе в Техническом университете г. Берлин (The Z3) (англ.)
- Архитектура компьютеров «Z1» и «Z3» (Konrad Zuse’s Legacy: The Architecture of the Z1 and Z3) (англ.) ( pdf )
- Хорнст Цузе: — Компьютеры Конрада Цузе «Z1» и «Z3» (The Life and Work of Konrad Zuse (by Horst Zuse) — Konrad Zuse’s Z1 and Z3 Computers) (англ.)
- Рауль Роджес: — Как собрать компьютер «Z3»? (How to Make Zuse’s Z3 a Universal Computer by Raúl Rojas) (англ.)
Wikimedia Foundation . 2010 .
Смотреть что такое «Z3 (компьютер)» в других словарях:
КОМПЬЮТЕР И МЫСЛЯЩИЕ МАШИНЫ — Я думаю, на мировом рынке можно будет продать штук пять компьютеров. Директор компании «IBM» Томас Уотсон в 1943 г. Компьютер имеет то преимущество перед мозгом, что им пользуются. Габриэль Лауб Человеку свойственно ошибаться, но для… … Сводная энциклопедия афоризмов
КОМПЬЮТЕР — КОМПЬЮТЕР, устройство, обрабатывающее данные (информацию), следуя ряду команд, который носит название КОМПЬЮТЕРНОЙ ПРОГРАММЫ. Интегральные схемы ПЗУ (ROM) и ОЗУ (RAM) электронные запоминающие устройства служат в качестве постоянного и временного… … Научно-технический энциклопедический словарь
Компьютер общего назначения — компьютер, способный решить любую задачу, которая может быть выражена в виде программы и выполнена в рамках разумных ограничений, накладываемых ёмкостью системы хранения компьютера, допустимым размером программы, скоростью её выполнения и… … Википедия
компьютер — пэвм, маршрутизатор, принтсервер, нотбук, лаптоп, субноутбук, электронная вычислительная машина, нейрокомпьютер, умная машина, супермикроэвм, электронный архитектор, писюшник, настольник, микрокомпьютер, камп, промкомпьютер, миникомпьютер,… … Словарь синонимов
КОМПЬЮТЕР — (computer) Электронная машина, которая обрабатывает информацию в соответствии с заранее определенной последовательностью команд. Компьютеры имеют простейший мозг , называемый центральным процессором (central processing unit (CPU), который может… … Словарь бизнес-терминов
Компьютер в каждый дом — URL: http://www.pcdom.ru/ Федеральная программа «Компьютер в каждый дом» проект, позволяющий заказать компьютер в любом отделении почтовой связи и получить его с доставкой на … Википедия
Компьютер для женщин (книга) — Компьютер для женщин (книга) ничем иным особенно не выделяясь среди множества самоучителей работы на ПК, эта книга написана женщиной (Евгения Пастернак) специально «для женщин». На самом деле, содержание самоучителя можно расценивать … Википедия
КОМПЬЮТЕР — [англ. computer Словарь иностранных слов русского языка
компьютер — КОМПЬЮТЕР, а, м. Голова. компьютер болит. Включи компьютер подумай, задумайся, пошевели мозгами … Словарь русского арго
компьютер с рукописным пером — рукописный компьютер Персональная ЭВМ, с которой пользователь взаимодействует с помощью металлического (рукописного) карандаша и электронного планшета, размещаемого обычно в нижней части экрана дисплея. Ввод символов обеспечивается специальными… … Справочник технического переводчика
Компьютер (журнал) — Компьютер Специализация: компьютерный Периодичность: каждый месяц Язык: русский Адрес редакции: Украина, г. Киев 110, а/я 81 Главный редактор: Александр Зайцев Издатель … Википедия
Источник статьи: http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/1203
Z3 -первый полностью автоматический цифровой компьютер нацистов.
Это был первый полностью автоматический цифровой компьютер. Он был основан в Берлине в 1941 году. Через два года он был разрушен. Познакомьтесь с историей Z3 — предшественника современных компьютеров.
- Компьютер Z3 был создан во время Второй мировой войны, его создателем был некий Конрад Цузе.
- Строительство в значительной степени финансировалось нацистскими властями, хотя сам автор проекта никогда не вступал в партию.
- Машина была предшественником современных компьютеров и в то же время первым полностью цифровым устройством такого типа.
- Союзники уничтожили все копии во время войны, но Z3 был успешно воссоздан в 1960-х годах.
История компьютерных технологий уходит корнями гораздо глубже, чем принято думать. В этом материале мы вернемся во времена Второй мировой войны.
Как можно догадаться по цифре «3» в названии, Z3 не был первой машиной такого типа. Создатель Z3 Конрад Цузе производил Z1 в 1935-1936 годах. Машина была построена в квартире его родителей. Это был полностью механический компьютер, который, к сожалению, работал всего несколько минут. Здесь стоит упомянуть, почему Цузе на самом деле начал работать с компьютерами. Ответ на этот вопрос очень прост. В 1935 году он окончил факультет гражданского строительства, а после этого начал свою вторую работу (первая была разработка рекламы для Ford Motor Company) на авиазаводе Henschel в Шенефельде под Берлином. Его занятие заключалось в выполнении множества рутинных вычислений вручную, что ему явно не очень нравилось, потому что именно тогда он начал думать, как заменить их машинными вычислениями.
После не очень удачного старта с Z1 ему на помощь пришел Хельмут Шрейер, который в то время был аспирантом Берлинского политехнического института и предложил использовать совершенно другую технологию. Шрейер участвовал в реализации операций булевой алгебры, а точнее, с триггерами на основе электронных ламп. В 1938 году он даже представил одну из своих схем небольшой группе людей, а также обрисовал для них видение машины, которую мы сегодня назвали бы компьютером. Однако создание такого устройства считалось невозможным — самые совершенные устройства того времени содержали гораздо меньше трубок, чем было необходимо для реализации идеи Шрейера, и они по-прежнему считались чрезвычайно сложными конструкциями.
Однако Цузе и Шрейер представили свои планы по созданию компьютера, состоящего из более чем 2000 электронных ламп, в Институте связи при Берлинском техническом университете. Однако их конструкция не получила одобрения — ученые были хорошо осведомлены о технических проблемах, связанных с электронными лампами, производившимися в то время. Цузе сказал, что над их дизайном даже посмеялись, на что оба джентльмена, уверенные в своих идеях и идеях, только ответили, что их дизайн великолепен, и единственное, чего не хватает для его реализации, — это соответствующие компоненты.
Джентльмены не сдавались, хотя им пришлось немного подождать своего шанса, потому что в это время разразилась Вторая мировая война, и технические новинки отошли на второй план, и Цузе был призван на военную службу. Однако в 1940 году Цузе и Шрейеру удалось организовать встречу с командованием вермахта. Там они представили свои идеи, но предложение построить ЭВМ было отклонено. На этот раз по чуть «лучшим» причинам с точки зрения инженера. Вермахт отверг эти планы, потому что срок их реализации был слишком долгим, который оценивался в два-три года.
Однако Цузе не сдался и решил реализовать свой проект, отказавшись от электронных ламп, а точнее — электронных ламп — в пользу реле. Так родился Z2, в создании которого Цузе получил финансовую поддержку от Курта Паннке, производителя небольших вычислительных машин. Готовый Z2 был представлен в Немецкой авиационной лаборатории (Deutsche Versuchsanstalt fur Luftfahrt) в Берлин-Адлерсхоф. Демонстрация была одним из немногих случаев, когда Z2 действительно работал. Таким образом, Цузе мог говорить о большом состоянии, тем более что ему удалось убедить руководство лаборатории частично профинансировать его проект, с помощью которого немецкое правительство отчитывало на все это довольно большие суммы.
Z3 был построен в 1941 году в мастерской компании Zuse Apparatebau, которая к тому времени была основана как значительно улучшенный Z2. Руководили проектом Джозеф Дженниссен, член исследовательского подразделения Forschungsfuhrung, работающее в министерстве авиации Рейха, и Герберт А. Вагнер, аэродинамик, также работающий в министерстве. Машина была совершенно секретной и, как уже упоминалось, была построена под бдительным контролем тогдашнего правительства Германии — DVL надеялась автоматизировать свои вычисления. Цузе, хотя никогда не был членом НСДАП, не имел проблем с тем, чтобы нацистские власти финансировали его исследования. После войны в одном из своих заявлений он обосновал свое отношение тем, что иногда лучшим ученым «приходится подписывать пакт с дьяволом», а точнее, «контракт Фауста», как он это описывал, и выбирать между тем, чтобы делать свою работу, даже в сомнительных интересах, будь то военные или политические, или не делать ее вообще. Этот контракт был тщательно реализован, но не с Z3, который в конечном итоге не считался стратегически необходимым, а с его преемником — компьютером Z4, сыгравшим значительную роль в разработке управляемых ракет Henschel Werke Hs 293 и Hs 294.
Готовый Z3 был намного надежнее и быстрее, чем Z1 и Z2. Он состоял из 2600 (по другим данным, 600 реле) реле, работающих на 22-битных словах с частотой около 5-10 Гц. Он мог выполнять операции с плавающей запятой, обрабатывать исключения и мог программироваться с помощью специальной перфорированной целлулоидной ленты. Более того, Z3 соответствовал предположениям о полноте Тьюринга (одна из важнейших теоретических основ информатики), что означает, что он может решать тот же класс вычислительных задач, что и упрощенная модель программируемого компьютера, называемого машиной Тьюринга, то есть он может выполнять или выражать любой определенный алгоритм. он приветствуется как завершенный. Он соответствовал этим предположениям, хотя это и не входило в намерения конструктора — экспериментально он был протестирован только в 1998 году.
Как вы можете ясно видеть, Z3, построенный во время Второй мировой войны, намного опередил свое время. Более того, по своей работе он был намного ближе к современным компьютерам (несмотря на то, что в них используются электронные компоненты, а не электронные лампы), чем, например, американский ENIAC, считающийся одним из первых настоящих компьютеров.
Оригинальный Z3 был уничтожен 21 декабря 1943 года во время бомбардировки Берлина союзниками. Однако это все еще можно увидеть сегодня. Первая полностью функционирующая копия компьютера была построена в 1961 году компанией Zuse, одной из первых компьютерных компаний в мире — Zuse KG, которая работала до 1967 года. По сей день его можно увидеть в Немецком музее в Мюнхене. Машина была заново реконструирована, на этот раз под руководством вышеупомянутого Рауля Рохаса и сына Конрада Цузе — Хорста в 1997-2003 годах. Оборудование можно увидеть в музее Конрада Цузе в Хунтфельде, Германия. Хорст Цузе построил еще одну реконструкцию — в 2010 году она была представлена в том же музее.
Источник статьи: http://zen.yandex.ru/media/id/5fa07b036f1ecc136f014e99/z3-pervyi-polnostiu-avtomaticheskii-cifrovoi-kompiuter-nacistov-5fa1da46feef0b1a81d5c201
