Z1 (вычислительная машина)

У этого термина существуют и другие значения, см. Z1.

Модель вычислительной машины Z1 в Немецком техническом музее Берлина

Z1 — вычислительное устройство, созданное в 1938 году, стало первой программируемой вычислительной машиной немецкого инженера Конрада Цузе. Это двоичная вычислительная машина с вводом данных с помощью клавиатуры, в десятичной системе исчисления в виде чисел с плавающей запятой. Главным отличием от более известной вычислительной машины Z3 (1941 год) было отсутствие вычисления квадратного корня.^[1]

Уволившись в 1936 году с работы на авиационной фабрике Хейнкеля, Цузе в течение двух лет на собственные средства и деньги, занятые у друзей, выполнял разработку и сборку спроектированного им устройства. Законченная машина размещалась на нескольких сдвинутых вместе столах в гостиной родительского дома и занимала около 4 м² её площади.^[2] Вес устройства достигал 500 кг.^[3]

Чертёж узлов Z1 из патентного описания

Z1 был двоичным механическим вычислителем с электрическим приводом и ограниченной возможностью программирования. Вводились и выводились данные в десятичной системе, в виде чисел с плавающей запятой. Ввод команд и данных осуществлялся при помощи клавиатуры, сделанной на основе пишущей машинки, а вывод, — с помощью маленькой панели на лампочках. Память вычислителя организовывалась при помощи конденсатора чередующего слои стекла и металлические пластины. Такая конструкция позволяла хранить 64 22-битовых вещественных числа, каждое из которых состояло из 14-битовой мантиссы и 8 бит, отводившихся под знак и порядок. В том же 1936 году это уникальное решение было запатентовано Конрадом Цузе. Процессор имел 2 22-битных регистра. Тактовая частота составляла 1 Гц, быстродействие — в среднем 1 умножение за 5 сек. Машина была снабжена устройством чтения перфокарт и приводилась в движение мотором мощностью в 1 киловатт.

Умножение и деление выполнялись при помощи той же процедуры повторных сложений и вычитаний, которую использовал ещё Блез Паскаль в конструкции своей суммирующей машины. Считываемые инструкции программы тут же исполнялись, не загружаясь в память.

Z1 работал ненадёжно из-за недостаточной точности исполнения составных частей. Для выполнения расчётов в практическом применении машина не использовалась. Тем не менее, Цузе был удовлетворён работой своего детища. Именно на основе Z1 им были в дальнейшем разработаны другие программируемые машины Z2, Z3, Z4 и т. д.

В ходе бомбардировок Берлина в годы Второй мировой войны оригинальная машина вместе со всей документацией была уничтожена.

В 1987—1989 годах Цузе воссоздал Z1. Законченная модель насчитывала 30 тысяч компонентов, стоила 800 тысяч немецких марок и потребовала для своей сборки труда 4-х энтузиастов (включая самого Цузе). Финансирование проекта обеспечивалось компанией Siemens наряду с пятью другими компаниями.

Примечания

1. ↑ RAÚL ROJAS. Konrad Zuse’s Legacy: The Architecture of the Z1 and Z3
2. ↑ Знакомьтесь: компьютер / Под ред. В. М. Курочкина
3. ↑ Описание Z1 (англ.) на сайте Хорнста Цузе в Техническом университете Берлина

Литература

• Знакомьтесь: компьютер = Understanding computers : Computer basics : Input/Output / Пер. с англ. К. Г. Батаева; Под ред. и с пред. В. М. Курочкина. — М.: Мир, 1989. — 240 с. — ISBN 5-03-001147-1

Ссылки

• Музей высоких технологий: Z1 (рус.)
• Z1 — Конструкция Цузе для конденсаторов памяти в двоичных вычислениях (1936) (англ.) Технический университет Берлина