Pierwsze Komputery Z1 / Z3 – Podstawy informatyki: Mechaniczne Początki

Wiele źródeł podaje iż pierwszym komputerem stworzonym na świecie był amerykański ENIAC z roku 1946. Oczywiście jest to nieprawda, to raczej pierwszy komputer o którym świat usłyszał. 

Przed nim były stworzone np. Harvard Mark 1 z 1944, Colossus Mark 1 z 1943, czy ABC z roku 1942. 

Ale czy wiecie, że tak naprawdę pierwszym komputerem była maszyna Z1 stworzona w pokoju gościnnym rodziców niemieckiego inżyniera Konrada Zuse? 

Konrad Zuse urodził się w roku 1910. Był bardzo uzdolnionym człowiekiem. Przez wiele lat nie wiedział do końca, czy chce być w swoim życiu artystą, czy inżynierem.

Jego syn mówi, że właśnie dlatego 3 razy zmieniał kierunek studiów, za które płacił tworząc grafiki reklamowe.

W końcu zdecydował się i w roku 1935 otrzymał dyplom ukończenia studiów inżynierii wodno-lądowej. W tamtym czasie nie miał jeszcze żadnego pojęcia o elektronice, ale powoli zaczynał myśleć o maszynach liczących.

Już podczas studiów w roku 1934 doszedł do wniosku, że te wszystkie obliczenia inżynieryjne, z którymi miał do czynienia powinna wykonywać maszyna, a nie człowiek.  

Postawił sobie wówczas pytanie: Jakie problemy matematyczne powinna rozwiązywać maszyna licząca? 

Odpowiedział na nie w roku 36:  Maszyna powinna tworzyć nowe parametry z parametrów już danych za pomocą pewnego przepisu,  a później rozszerzył jeszcze tą odpowiedź na, parafrazując:

Wykonywanie dowolnych obliczeń wynikowych z dowolnych danych wejściowych i przy pomocy zadanego przepisu.

Z tą myślą Kondrad Zuse rozpoczął opracowywanie architektury swoich maszyn. Od początku było dla niego oczywiste, że maszyny takie powinny być programowalne i przyjmować instrukcje z zewnętrznego źródła – taśmy perforowanej. 

Oczywistym był też wybór arytmetyki binarnej, bo maszyna miała zostać oparta właśnie na  binarnych elementach pamięci.

Kondrad Zuse stworzył więc binarną jednostkę zmiennoprzecinkową opartą o logarytmiczną prezentację liczb, jako pierwszy używając tym samem binarnych liczb zmiennoprzecinkowych znanych ze współczesnych komputerów.

Zastosował w niej sumator z jednokrokowymi przeniesieniami oraz obsługą wyjątków arytmetycznych.

Stworzył także pamięć w której każda komórka mogła być adresowana z taśmy perforowanej i mogła przechowywać dowolną informację.

Następnie rozpoczął tworzenie samej maszyny – która z początku nazwał V1. Nazwę tą zmienił później na Z1, by ta nie kojarzyła się z projektami rakiet.

Swój pierwszy komputer budował w latach 1936-1938 i składał w pokoju gościnnym swoich rodziców. 

Maszyna wyposażona była w 64-ry 22-bitowe słowa pamięci, jednostkę arytmetyczną z dwoma rejestrami oraz sterowanie rozkazami z taśmy perforowanej, co robiło z niej pierwszym na świecie, swobodnie programowalny komputer binarny.

Co ciekawe maszyna ta nie była oparta na przekaźnikach elektrycznych, a mechanicznych. Jedyną elektryczną jej częścią był silnik stanowiący jej zegar o prędkości 1Hz. Równie dobrze jednak maszyną można było napędzać korbką.

Niestety komputer Z1 został zniszczony podczas wojny, choć on sam z wojną nie miał nic wspólnego. Na szczęście w roku 1986 Konrad Zuse postanowił odbudować swój pierwszy komputer i dzięki temu mamy na świecie jego działającą replikę.

Jak widać komputer przypomina swoją konstrukcją współczesne mikroprocesory. Mamy w nim bloki pamięci, jednostkę arytmetyczną z rejestrami, układy wejścia/wyjścia, jednostkę adresująca, czy w końcu zegar całego komputera.