Німецький інженер та піонер комп’ютеробудування Конрад Цузе увійшов в історію як розробник першого у світі програмованого комп’ютера й першої мови програмування високого рівня. Самоук створював обчислювальні машини, навіть не володіючи знаннями про інші подібні пристрої, що існували на той час. Його найбільшим досягненням став функціональний програмно-керований комп’ютер – Z3. Крім технічної роботи, у 1946 році Цузе заснував один із найперших комп’ютерних бізнесів. Докладніше про новатора читайте далі на berlinfuture.
Винахідливий із дитинства
Комп’ютерник народився 22 червня 1910 року в Берліні. У віці 2 роки разом із сім’єю він переїхав до Браунсберга (тепер польське місто Бранево). Оскільки батько працював на пошті, сім’я оселилася в будівлі поштового відділення. Ще в юному віці Конрад почав цікавитися електротехнікою. У Браунсберзі він навчався в єзуїтському колегіумі Collegium Hosianum, що був створений спеціально для навчання католицького духовенства різних країн. Попри те, що Конрад виріс генієм, у дитинстві його не можна було назвати старанною дитиною, коли справа доходила до навчання. Він був на два роки молодшим за однокласників і фізично слабшим. Найбільшим страхом хлопця були уроки латини, яких налічувалося аж 8 на тиждень. У дорослому житті Цузе розповідав, що навіть під бомбами в Берліні він не переживав більшого страху, ніж коли суворий вчитель викликав його до дошки.
У 1923 році сім’я переїхала до Гоєрсверди (Німеччина), там навчання було сучаснішим і ліберальнішим, тож Цузе вже не переживав такого великого стресу. Якось Конрад придбав кривий велосипед, на якому не міг їздити без рук, як товариші. Тоді юнак виявив креативність, прив’язавши мотузку до руля, після чого теж міг їздити з руками в кишенях. Він також зміг полагодити двоступеневу передачу за допомогою деталей із конструктора.
Програмований комп’ютер
Вищу освіту Цузе здобув у Берлінському технічному університеті, де вивчав інженерію й архітектуру, хоча й без особливого зацікавлення. Після закінчення університету Цузе приєднався до Henschel Aircraft Company, де досліджував напруги, спричинені вібрацією крил літака. Ця робота вимагала великої кількості обчислень. Для того, щоби полегшити обчислювальний процес, Цузе вирішив створити комп’ютер Z1 у вітальні квартири своїх батьків, на вулиці Methfesselstraße (Берлін). Оскільки тоді не було вільного доступу до інформації, як у XXI столітті, Цузе не знав, що подібні спроби раніше робив англійський математик та економіст Чарльз Беббідж – прабатько сучасних комп’ютерів, який розробив різницеву машину з програмним керуванням.
Цузе завершив роботу над своєю машиною в 1938 році. Вона була повністю механічною і мала вбудований арифметичний пристрій (складався з великої кількості механічних перемикачів), а також пам’ять (складалася з шарів металевих брусків між шарами скла). Новаторство полягало в змозі програмувати комп’ютер за допомогою перфострічки. Z1 Цузе – двійкова машина з двома позиційними перемикачами. До цього не додумався Беббідж. Пам’ять виявилася успішною функцією, чого не скажеш про спосіб передавання команд. Z1 не працював добре через недостатню механічну точність.
Одним із найскладніших аспектів виконання великих обчислень за допомогою машин було відстеження всіх проміжних результатів і правильне використання їх на наступних етапах обчислення. Цузе з’ясував, що автоматичний обчислювальник потребує трьох основних елементів: елемента керування, пам’яті й калькулятора для арифметики.
Удосконалені пристрої
Плани Цузе розробити більший і кращий комп’ютер – Z2 – передбачали збереження тієї ж системи пам’яті, але заміну механічного арифметичного блоку електромеханічними реле. Однак проєкт був перерваний Другою світовою війною, коли Цузе призвали на військову службу. Його відправили до німецької піхоти, але він переконав армію дозволити йому повернутися до створення комп’ютерів.
У 1939 році німецьке військове керівництво дало Цузе ресурси для створення Z2. Через рік винахідник представив готовий комп’ютер, який охоплював кілька кімнат у батьківській квартирі. А втім, він все ще залишався експериментальним комп’ютером. Завдяки фінансуванню уряду в 1940 році Цузе побудував обчислювальні машини S1 і S2, що використовувалися для розрахунку точних вимірювань, необхідних для виробництва літаків.
У 1941 році Цузе заснував компанію Zuse Apparatebau для виробництва своїх машин. У тому ж році берлінець представив публіці Z3 – двійковий 22-розрядний калькулятор, який мав можливість програмування за допомогою циклів, але без умовних переходів, з пам’яттю та розрахунковою одиницею на основі телефонних реле. Це перший повністю працездатний електромеханічний комп’ютер, який Цузе створив для використання, а не лише перевірки своїх ідей. Частково його профінансував німецький уряд, який хотів автоматизувати свої масштабні обчислення.
Z3 використовувала німецька авіаційна промисловість для розрахунку систем, пов’язаних із надмірною вібрацією корпусів літаків. Однак, коли Цузе запропонував створення ще одного комп’ютера на основі електронних клапанів, уряд відхилив пропозицію, оскільки німці тоді наблизилися до перемоги у війні та вже не потребували нових технологій. До слова, хоча Цузе ніколи не ставав членом нацистської партії, він не заперечував того, що працював на нацистські військові зусилля. Річ у тім, що в той час для науковців і винахідників не було інших можливостей для реалізації свого потенціалу, окрім як співпрацювати з владою.
Мова програмування високого рівня
У січні 1944 року майстерня та оригінальні креслення Цузе постраждали внаслідок бомбардувань британської авіації. Так само була знищена квартира батьків винахідника й сусідні будівлі. У лютому 1945 року частково завершений комп’ютер Z4 був упакований і вивезений із Берліна, аби уникнути знищення внаслідок боїв. Приблизно тоді Цузе розпочав роботу над докторською дисертацією, у якій описав новаторські дослідження, які випередили свій час. Зокрема, він написав про високорівневу мову програмування планкалкюль. Це перша у світі мова програмування високого рівня. Варто зазначити, що мова не була реалізована за його життя і не мала прямого впливу на ранні мови.
Подальше життя
Після вибуху в Луїзенштадті (колишньому кварталі центрального Берліна) у 1945 році Цузе втік із Берліна до сільської місцевості Алльгой. Через рік інженер заснував комп’ютерну компанію Zuse-Ingenieurbüro Hopferau. Він приїхав у німецьке місто Гюнфельд у 1949 році, щоби створити ще одну компанію для реалізації своїх проєктів – Zuse KG.
У тому ж 1949-му Цузе зміг відновити роботу над Z4. Комп’ютер був завершений у 1950 році в Цюриху. Туди інженер його перевіз ще під час війни контрабандою у військовій вантажівці. На той час це був єдиний цифровий комп’ютер у Центральній Європі, який надійно працював. Z4 мав механічну пам’ять місткістю 1024 слова. Цузе більше не доводилося використовувати плівку для зберігання програм, оскільки її замінили перфокарти. Комп’ютерний геній помер у грудні 1995 року від серцевого нападу. У нього була дружина – Ґізела Брандес. Пара виховувала п’ятеро дітей.
