Немецкий инженер и пионер компьютеростроения Конрад Цузе вошел в историю как разработчик первого в мире программируемого компьютера и первого языка программирования высокого уровня. Самоучка создавал вычислительные машины, даже не обладая знаниями о других подобных устройствах, существовавших в то время. Его величайшим достижением стал функциональный программно-управляемый компьютер – Z3. Кроме технической работы, в 1946 году Цузе основал один из самых первых компьютерных бизнесов. Подробнее о новаторе читайте дальше на berlinfuture.
Изобретательный с детства
Программист родился 22 июня 1910 года в Берлине. В возрасте 2 лет вместе с семьей он переехал в Браунсберг (теперь польский город Бранево). Поскольку отец работал на почте, семья поселилась в здании почтового отделения. Еще в юном возрасте Конрад начал интересоваться электротехникой. В Браунсберге он учился в иезуитском коллегиуме Collegium Hosianum, созданном специально для обучения католического духовенства разных стран. Несмотря на то, что Конрад вырос гением, в детстве его нельзя было назвать усердным ребенком, когда дело доходило до учебы. Он был на два года младше одноклассников и физически слабее. Наибольшим страхом парня были уроки латыни, которых насчитывалось 8 в неделю. Во взрослой жизни Цузе рассказывал, что даже под бомбами в Берлине он не испытывал большего страха, чем когда строгий учитель вызвал его к доске.
В 1923 году семья переехала в Хойерсверду (Германия), там обучение было более современным и либеральным, поэтому Цузе уже не переживал такого большого стресса. Как-то Конрад купил кривой велосипед, на котором не мог ездить без рук, как товарищи. Тогда юноша проявил креативность, привязав веревку к рулю, после чего тоже смог ездить с руками в карманах. Он также смог починить двухступенчатую передачу с помощью деталей из конструктора.
Программируемый компьютер
Высшее образование Цузе получил в Берлинском техническом университете, где изучал инженерию и архитектуру, хотя и без особого интереса. После окончания университета Цузе присоединился к Henschel Aircraft Company, где исследовал напряжения, вызванные вибрацией крыльев самолета. Эта работа требовала большого количества вычислений. Для того чтобы облегчить вычислительный процесс, Цузе решил создать компьютер Z1 в гостиной квартиры своих родителей, на улице Methfesselstraße (Берлин). Поскольку тогда не было свободного доступа к информации, как в XXI веке, Цузе не знал, что подобные попытки делал ранее английский математик и экономист Чарльз Бэббидж – прародитель современных компьютеров, разработавший разностную машину с программным управлением.
Цузе завершил работу над своей машиной в 1938 году. Она была полностью механической и имела встроенное арифметическое устройство (состояло из большого количества механических переключателей), а также память (состояла из слоев металлических брусков между слоями стекла). Новаторство заключалось в способности программировать компьютер с помощью перфоленты. Z1 Цузе – двоичная машина с двумя позиционными переключателями. До этого не додумался Бэббидж. Память оказалась успешной функцией, чего не скажешь о способе передачи команд. Z1 не работал хорошо из-за недостаточной механической точности.
Одним из сложнейших аспектов выполнения больших вычислений с помощью машин было отслеживание всех промежуточных результатов и правильное использование их на следующих этапах вычисления. Цузе выяснил, что автоматический вычислитель нуждается в трех основных элементах: элементе управления, памяти и калькуляторе для арифметики.
Усовершенствованные устройства
Планы Цузе разработать более большой и лучший компьютер – Z2 – предполагали сохранение той же системы памяти, но замену механического арифметического блока электромеханическими реле. Однако проект был прерван Второй мировой войной, когда Цузе призвали на военную службу. Его отправили в немецкую пехоту, но он убедил армию разрешить ему вернуться к созданию компьютеров.
В 1939 году германское военное управление дало Цузе ресурсы для создания Z2. Через год изобретатель представил готовый компьютер, охватывающий несколько комнат в родительской квартире. Впрочем, он все еще оставался экспериментальным компьютером. Благодаря финансированию правительства в 1940 году Цузе построил вычислительные машины S1 и S2, использовавшиеся для расчета точных измерений, необходимых для производства самолетов.
В 1941 году Цузе основал компанию Zuse Apparatebau для производства своих машин. В том же году берлинец представил публике Z3 – двоичный 22-разрядный калькулятор, который имел возможность программирования с помощью циклов, но без условных переходов, с памятью и расчетной единицей на основе телефонных реле. Это первый полностью работоспособный электромеханический компьютер, созданный Цузе для использования, а не только проверки своих идей. Частично его профинансировало немецкое правительство, которое хотело автоматизировать свои масштабные вычисления.
Z3 использовала германская авиационная промышленность для расчета систем, связанных с чрезмерной вибрацией корпусов самолетов. Однако, когда Цузе предложил создание еще одного компьютера на основе электронных клапанов, правительство отклонило предложение, поскольку немцы тогда приблизились к победе в войне и уже не нуждались в новых технологиях. К слову, хотя Цузе никогда не становился членом нацистской партии, он не отрицал того, что работал на нацистские военные усилия. Дело в том, что в то время у ученых и изобретателей не было других возможностей для реализации своего потенциала, кроме как сотрудничать с властью.
Язык программирования высокого уровня
В январе 1944 года мастерская и оригинальные чертежи Цузе пострадали в результате бомбардировок британской авиации. Также была уничтожена квартира родителей изобретателя и соседние здания. В феврале 1945 года частично завершенный компьютер Z4 был упакован и вывезен из Берлина во избежание уничтожения в результате боев. Приблизительно тогда Цузе начал работу над докторской диссертацией, в которой описал новаторские исследования, опередившие свое время. В частности, он написал о высокоуровневом языке программирования планкалкюль. Это первый в мире язык программирования высокого уровня. Стоит отметить, что язык не был реализован при его жизни и не имел прямого влияния на ранние языки.
Последующая жизнь
После взрыва в Луизенштадте (бывшем квартале центрального Берлина) в 1945 году Цузе сбежал из Берлина в сельскую местность Алльгой. Спустя год программист основал компьютерную компанию Zuse-Ingenieurbüro Hopferau. Он приехал в германский город Хюнфельд в 1949 году, чтобы создать еще одну компанию для реализации своих проектов – Zuse KG.
В том же 1949-м Цузе смог возобновить работу над Z4. Компьютер был завершен в 1950 году в Цюрихе. Туда программист его перевез еще во время войны контрабандой в военном грузовике. В то время это был единственный надежно работавший цифровой компьютер в Центральной Европе. Z4 обладал механической памятью емкостью 1024 слова. Цузе больше не приходилось использовать плёнку для хранения программ, поскольку ее заменили перфокарты. Компьютерный гений скончался в декабре 1995 года от сердечного приступа. У него была жена – Гизела Брандес. Пара воспитывала пятерых детей.
