Z1 был моторным приводом механического компьютера разработан Конраду Цузе с 1936 по 1937 году , который он построил в доме своих родителей с 1936 по 1938 году [1] [2] Это было двоичный с электрическим приводом механического калькулятора с ограниченной программируемостью, чтение инструкция из перфорированной целлулоидной пленки.
«Z1» был первым свободно программируемым компьютером в мире, который использовал булеву логику и двоичные числа с плавающей запятой , однако он был ненадежен в работе. [3] [4] Он был завершен в 1938 году и полностью финансировался за счет частных средств. Этот компьютер был уничтожен во время бомбардировки Берлина в декабре 1943 года во время Второй мировой войны вместе со всеми строительными планами.
Z1 был первым в серии компьютеров, разработанных Цузе. Его первоначальное название было «V1» от VersuchsModell 1 (что означает «Экспериментальная модель 1»). После Второй мировой войны его переименовали в «Z1», чтобы отличать от летающих бомб, разработанных Робертом Люссером . [5] Z2 и Z3 были последующие мероприятия , основанные на многих из тех же идей , как Z1.
Дизайн [ править ]
Z1 содержал почти все части современного компьютера, то есть блок управления, память, микропоследовательности, логику с плавающей запятой и устройства ввода-вывода. Z1 можно было свободно программировать с помощью перфоленты и устройства чтения перфоленты. [6] Было четкое разделение между устройством чтения перфоленты, блоком управления для контроля всей машины и выполнением инструкций, арифметическим блоком и устройствами ввода и вывода. Устройство подачи ленты считывает перфорацию в 35-миллиметровой пленке. [7]
Z1 был 22-битным сумматором и вычитателем значений с плавающей запятой с некоторой управляющей логикой, позволяющей выполнять более сложные операции, такие как умножение (путем повторного сложения) и деление (путем повторного вычитания). В наборе команд Z1 было девять инструкций, и на одну инструкцию требовалось от одного до двадцати циклов .
Z1 имел память на 64 слова с плавающей запятой, где каждое слово памяти могло быть прочитано и записано в блок управления. Блоки механической памяти были уникальны по своей конструкции и были запатентованы Конрадом Цузе в 1936 году. Машина была способна выполнять инструкции только при чтении с перфоленты , поэтому сама программа не загружалась полностью во внутреннюю память заранее.
Ввод и вывод были в виде десятичных чисел с десятичной экспонентой, а единицы имели специальное оборудование для преобразования их в двоичные числа и обратно. Инструкции ввода и вывода будут читаться или записываться как числа с плавающей запятой. Программная лента представляла собой 35-мм пленку с инструкциями, закодированными в перфорированных отверстиях.
Строительство [ править ]
«Z1 представлял собой машину весом около 1000 кг, которая состояла примерно из 20 000 деталей. Это был программируемый компьютер, основанный на двоичных числах с плавающей запятой и двоичной системе переключения. Он полностью состоял из тонких металлических листов, которые Цузе и его друзья производится с помощью лобзика ". [8] «Устройством ввода [данных] была клавиатура ... Программы Z1 (Цузе назвал их Rechenpläne, вычислительные планы) хранились на перфолентах с помощью 8-битного кода» [8]
Строительство Z1 финансировалось из частных источников. Для этого Цузе получил деньги от своих родителей, своей сестры Лизелотт, некоторых учеников братства AV Motiv (ср. Гельмута Шрейера ) и Курта Паннке (производитель вычислительных машин в Берлине).
Цузе построил Z1 в квартире своих родителей; Фактически, ему было разрешено использовать гостиную для строительства. В 1936 году Цузе оставил работу в авиастроении, чтобы построить Z1.
Говорят, что Цузе использовал «тонкие металлические полосы» и, возможно, «металлические цилиндры» или стеклянные пластины для создания Z1. Вероятно, в нем не было коммерческих реле (хотя говорят, что в Z3 использовалось несколько телефонных реле). Единственным электрическим блоком был электродвигатель, который давал машине тактовую частоту 1 Гц (цикл в секунду).
«Память была построена из тонких полосок металла с прорезями и маленьких контактов и оказалась быстрее, меньше и надежнее реле. Z2 использовал механическую память Z1, но использовал релейную арифметику. Z3 был экспериментально построен полностью из реле. Z4 был первой попыткой коммерческого компьютера, возвращающегося к более быстрой и экономичной механической памяти с металлическими полосками и релейной обработкой Z2, но война прервала разработку Z4 ». [9]
Z1 никогда не был очень надежным в работе из-за плохой синхронизации, вызванной внутренними и внешними нагрузками на механические части.
Реконструкция [ править ]
Оригинальный Z1 был уничтожен авианалётами союзников в 1943 году , но в 1980-х Цузе решил восстановить машину. Первые эскизы реконструкции Z1 были нарисованы в 1984 году. Он построил (с помощью двух студентов-инженеров) снова тысячи элементов Z1 и закончил восстановление устройства в 1989 году. Восстановленный Z1 (на фото) выставлен на немецком Музей техники в Берлине. [10] [11]
Цитата [ править ]
Копия этой модели хранится в Музее транспорта и технологий в Берлине. Тогда он плохо работал, и в этом плане реплика очень надежна - еще и не работает. [12]
- Конрад Зузе
См. Также [ править ]
- История вычислительной техники
- Аналитическая машина
- Различный двигатель
- Z2
- Z3
- Z4
Ссылки [ править ]
- ^ Бауэр, Фридрих Л. (2009-11-05). Истоки и основы вычислительной техники: в сотрудничестве с Heinz Nixdorf MuseumsForum . Springer Science & Business Media. п. 78. ISBN 9783642029929.
- Перейти ↑ Zuse, Konrad (1976). Plankalkül . GMD. п. 21.
- ^ Пристли, Марк (2011). Наука операций: машины, логика и изобретение программирования . Springer. ISBN 978-1-84882-554-3.
- ↑ Рохас, Рауль (весна 2006 г.). "Компьютеры Цузе" . ВОСКРЕСЕНИЕ Бюллетень Общества Сохранения Компьютеров (37). ISSN 0958-7403 .
- ^ НЕКОТОРЫЕ: Конрад Цузе - Люди - Новости - Независимые
- Перейти ↑ Rojas, R (1997). «Наследие Конрада Цузе: Архитектура Z1 и Z3» (PDF) . IEEE Annals of the History of Computing . 19 (2): 5–15. DOI : 10.1109 / 85.586067 .
- ^ "История компьютера" , Г. А. Эрскин, ЦЕРН, Женева, Швейцария
- ^ a b Конрад Цузе - первый релейный компьютер , статья «История компьютеров»
- ^ Кто сделал первый компьютер , Крис Малкольм, 2000
- ^ "Реконструкция компьютера Z1 | Рауль Рохас" . dcis.inf.fu-berlin.de .
- ↑ Рохас, Рауль (7 июня 2014 г.). «Z1: Архитектура и алгоритмы первого компьютера Конрада Цузе». arXiv : 1406.1886 [ cs.AR ].
- ^ Ганс Дитер Хеллиге: Geschichten der Informatik - Visionen, Paradigmen, Leitmotive. Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2004. ISBN 3-540-00217-0 . С. 36.
Дальнейшее чтение [ править ]
- Зузе, Конрад (1993). Компьютер - моя жизнь . Springer-Verlag. ISBN 978-3-540-56453-9.
- Рохас, Рауль (2016-03-08). «Принципы проектирования механических компьютеров Конрада Цузе». arXiv : 1603.02396 [ cs.OH ]. В документе описаны принципы конструкции Zuse Z1.
Внешние ссылки [ править ]
Викискладе есть медиафайлы по теме Zuse Z1 . |
- Цузе, Хорст. «Жизнь и творчество Конрада Цузе» . EPEmag. Архивировано из оригинального 18 апреля 2010 года.
- "Zuse Z1 подробная информация" . Хорст Цузе . Дата обращения 9 февраля 2015 .
- «Информационный сайт о Zuse Z1» .