Z1 (počítač) - Z1 (computer)


The Z1 byl motorem poháněný mechanický počítač navrhl Konrad Zuse od roku 1936 do roku 1937, kterou postavil v domě svých rodičů v letech 1936 až 1938.[1][2] Byla to binární elektricky poháněná mechanická kalkulačka s omezenou programovatelností, která četla pokyny z děrovaného celuloidového filmu.
Z1 byl první volně programovatelný počítač na světě, který používal Logická logika a binární čísla s plovoucí desetinnou čárkou, nicméně to bylo nespolehlivé v provozu.[3][4] Byla dokončena v roce 1938 a byla zcela financována ze soukromých prostředků. Tento počítač byl zničen při bombardování Berlína v prosinci 1943, během druhá světová válka, společně se všemi stavebními plány.
Z1 byl první v řadě počítačů, které Zuse navrhl. Jeho původní název byl „V1“ pro VersuchsModell 1 (což znamená Experimentální model 1). Po druhé světové válce byl přejmenován na "Z1", aby se odlišil od létající bomby navrhl Robert Lusser.[5] The Z2 a Z3 byla následná opatření založená na mnoha stejných myšlenkách jako Z1.
Design

Z1 obsahovala téměř všechny části moderního počítače, tj. Řídicí jednotku, paměť, mikro sekvence, plovoucí bod logická a vstupně-výstupní zařízení. Z1 byl volně programovatelný pomocí děrné pásky a čtečky děrných pásek.[6] Mezi čtečkou děrných pásek, řídicí jednotkou pro dohled nad celým strojem a prováděním pokynů, aritmetickou jednotkou a vstupním a výstupním zařízením bylo jasné oddělení. Vstupní pásková jednotka čtela perforace ve filmu o průměru 35 milimetrů.[7]
Z1 byl 22bitový plovoucí bod sčítač hodnot a odečítač, s určitou řídicí logikou, která umožňuje provádět složitější operace, jako je násobení (opakovaným přidáváním) a dělení (opakovaným odečítáním). Z1 instrukční sada měl devět pokynů a trvalo to mezi jednou a dvaceti cykly na instrukci.
Z1 měla 64slovnou paměť s plovoucí desetinnou čárkou, kde bylo možné každé slovo paměti číst - a zapisovat - do řídicí jednotky. Mechanické paměťové jednotky byly jedinečné svým designem a byly patentovány Konradem Zuseem v roce 1936. Stroj byl schopen provádět pokyny pouze při čtení z počítače děrovaná páska čtečka, takže samotný program nebyl předem načten celý do vnitřní paměti.
Vstup a výstup byly v desetinných číslech, s desetinným exponentem a jednotky měly speciální mechanismy pro jejich převod na binární čísla a z nich. Pokyny pro vstup a výstup by byly čteny nebo zapisovány jako čísla s plovoucí desetinnou čárkou. Programovou páskou byl 35 mm film s instrukcemi zakódovanými do děrovaných otvorů.
Konstrukce
„Z1 byl stroj o hmotnosti asi 1 000 kg, který se skládal z asi 20 000 dílů. Byl to programovatelný počítač založený na binárních číslech s plovoucí desetinnou čárkou a na binárním přepínacím systému. Skládal se úplně z tenkých plechů, které Zuse a jeho přátelé vyrobeno pomocí skládačky. “[8] „Vstupním zařízením [data] byla klávesnice ... Programy Z1 (Zuse jim říkalo Rechenpläne, výpočetní plány) byly ukládány na děrovací pásky pomocí 8bitového kódu.“[8]
Stavba Z1 byla financována soukromě. Zuse dostal peníze od svých rodičů, jeho sestry Lieselotte, některých studentů bratrství AV Motiv (srov. Helmut Schreyer ) a Kurt Pannke (výrobce počítacích strojů v Berlíně).
Zuse postavil Z1 v bytě svých rodičů; ve skutečnosti mu bylo dovoleno pro jeho stavbu použít obývací pokoj. V roce 1936 opustil Zuse práci ve stavbě letadel, aby mohl postavit Z1.
Zuse se říká, že použil "tenké kovové pásy" a možná "kovové válce" nebo skleněné desky pro konstrukci Z1. Pravděpodobně neexistovala žádná reklama relé v něm (i když se říká, že Z3 používal několik telefonních relé). Jedinou elektrickou jednotkou byl elektrický motor, který taktovací frekvence ze dne 1.Hz (cyklus za sekundu) do stroje.
„Paměť byla vytvořena z tenkých proužků štěrbinového kovu a malých kolíků a ukázala se rychlejší, menší a spolehlivější než relé. Z2 používal mechanickou paměť Z1, ale používal aritmetiku založenou na relé. Z3 byl experimentálně vyroben výhradně z relé. Z4 byl prvním pokusem o komerční počítač, který se vrátil k rychlejší a hospodárnější mechanické štěrbinové paměti s kovovým pásem Z2, se zpracováním relé, ale vývoj Z4 přerušila válka.``[9]
Z1 nebyl nikdy v provozu příliš spolehlivý kvůli špatné synchronizaci způsobené vnitřním a vnějším namáháním mechanických částí.
Rekonstrukce

Původní Z1 byl zničen Spojenecké nálety v roce 1943, ale v 80. letech se Zuse rozhodl stroj přestavět. První náčrtky rekonstrukce Z1 byly nakresleny v roce 1984. Znovu zkonstruoval (pomocí dvou studentů strojírenství) tisíce prvků Z1 a přestavbu zařízení dokončil v roce 1989. Přestavěná Z1 (na obrázku) je zobrazena na Německé technologické muzeum v Berlíně.[10][11]
Citát
V modelu je replika tohoto modelu Muzeum dopravy a technologie v Berlíně. Tehdy to nefungovalo dobře a v tomto ohledu je replika velmi spolehlivá - také nefunguje dobře.[12]
Viz také
Reference
- ^ Bauer, Friedrich L. (05.11.2009). Počátky a základy výpočetní techniky: Ve spolupráci s Heinz Nixdorf MuseumsForum. Springer Science & Business Media. p. 78. ISBN 9783642029929.
- ^ Zuse, Konrad (1976). Plankalkül. GMD. p. 21.
- ^ Priestley, Mark (2011). Věda operací: stroje, logika a vynález programování. Springer. ISBN 978-1-84882-554-3.
- ^ Rojas, Raúl (jaro 2006). „Počítače Zuse“. VZKŘÍŠENÍ Bulletin Společnosti pro ochranu počítačů (37). ISSN 0958-7403.
- ^ OBITUARY: Konrad Zuse - Lidé - Zprávy - The Independent
- ^ Rojas, R (1997). „Legenda Konrada Zuse: Architektura Z1 a Z3“ (PDF). IEEE Annals of the History of Computing. 19 (2): 5–15. doi:10.1109/85.586067.
- ^ "Historie počítače", G. A. Erskine, CERN, Ženeva, Švýcarsko
- ^ A b Konrad Zuse - první reléový počítač, History of Computers article
- ^ Kdo vytvořil první počítač Chris Malcolm, 2000
- ^ "Rekonstrukce počítače Z1 | Raúl Rojas". dcis.inf.fu-berlin.de.
- ^ Rojas, Raul (7. června 2014). „Z1: Architektura a algoritmy prvního počítače Konrada Zuseho“. arXiv:1406.1886 [cs.AR ].
- ^ Hans Dieter Hellige: Geschichten der Informatik - Visionen, Paradigmen, Leitmotive. Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2004. ISBN 3-540-00217-0. Str.
Další čtení
- Zuse, Konrad (1993). Počítač - můj život. Springer-Verlag. ISBN 978-3-540-56453-9.
- Rojas, Raul (08.03.2016). „Principy návrhu mechanických počítačů Konrada Zuseho“. arXiv:1603.02396 [cs.OH ]. Příspěvek popisuje konstrukční principy Zuse Z1.
externí odkazy
- Zuse, Horst. "Život a dílo Konrada Zuse". EPEmag. Archivovány od originál 18. dubna 2010.
- "Zuse Z1 podrobné informace". Horst Zuse. Citováno 9. února 2015.
- „Informační web o Zuse Z1“.