За исполинскими спинами Чарльза Бэббиджа, Джона фон Неймана, Грейс Мюррей-Хоппер, Джона Мочли, Алана Тьюринга и других пионеров компьютеростроения нет-нет да и промелькнет на страницах бумажных и сетевых изданий нордический профиль Конрада Цузе (Konrad Zuse). Так получилось, что работу над своими революционными электронно-вычислительными машинами серии Z Конрад Цузе вел во время Второй Мировой, отчего лавры создателя первого в мире программируемого и работоспособного компьютера ему достались не сразу - первенство присудили британцам с их ЭВМ Colossus¹. Данная статья не является попыткой восстановить справедливость - Цузе еще при жизни получил причитающуюся ему долю славы и воочию увидел торжество компьютеров в 80-х и 90-х годах прошлого века. Цель автора скромнее: еще раз открыть полузабытые ныне страницы той эпохи, когда первые строители ЭВМ шли буквально наугад, пытаясь сформулировать наиболее приемлемые технические и программные параметры будущих компьютеров.

Конрад Цузе родился 22 июня 1910 г. в Берлине (Германия), а вырос на севере Саксонии. Уже с юного возраста Конрад был поглощен конструированием, представив в школе проект действующей машины для размена монет. В 1935 г. Цузе получил диплом инженера в Высшей технической школе Берлин-Шарлоттенбург, но не захотел жить по накатанной дорожке - проработав на авиационной фабрике Хейнкеля (г. Дессау) около года, Цузе написал заявление об уходе и с головой окунулся в создание программируемой счетной машины. "Цех" по ее сбору он соорудил на квартире родителей. Предпочтя десятичной системе исчисления двоичную, Цузе в 1938 г. представил родным и друзьям-коллегам экспериментальную модель программируемой цифровой машины под названием V-1 (Versuchsmodell-1), позднее переименованную в Z1² (т.е. Zuse 1). Устройство работало весьма ненадежно, но могло быть запрограммировано с клавиатуры, отображало результат вычислений на ламповой панели и занимало всего 4 м².

Несмотря на полученное образование и свою увлеченность ЭВМ, Цузе, по собственному признанию, в середине 30-х даже не слыхал о Чарльзе Бэббидже и не был знаком с работами других пионеров компьютеростроения. Может быть, поэтому Цузе, работая практически в одиночку и среди информационного голода, создал ЭВМ, столь похожую (и составными частями, и принципом работы, и размерами) на современные компьютеры. Конечно, были среди коллег Цузе и те, кто действительно оказал большую помощь в работе. Таковым надо назвать Гельмута Шрейера, инженера по специальности и близкого друга Цузе. Именно Шрейер предложил вместо реле использовать вакуумные лампы. Поначалу Конрад подумал, что его друг, большой весельчак, в очередной раз пошутил. Но затем Цузе решился на эксперимент, в ходе которого друзьям довелось преодолеть немало препятствий (в частности, схема линейного подключения релейных контактов не годилась для ламп). К сожалению, добиться понимания у крупных государственных заказчиков Цузе и Шрейеру не удалось. Высокие военные чины, узнав о времени, которое придется затратить на постройку предполагаемого компьютера с двумя тысячами ламп (примерно два года), с важным видом проинформировали инженеров, что Германия выиграет войну раньше, чем будет создан этот компьютер, следовательно, нет нужды тратить средства на его постройку. Каково же Цузе было узнать о создании в 1945 г. ЭВМ ENIAC, содержащей 17468 вакуумных ламп!

Вынужденный работать с проверенными, но неперспективными телефонными реле, Цузе к весне 1939 г. модифицировал и усовершенствовал Z1 до Z2. Однако очевидный прогресс не помог изобретателю избежать отправки на фронт. К счастью, долго воевать Цузе не пришлось - уже 5 декабря 1941 г. он представил знаменитый компьютер Z3, который и был первым программируемым, полностью рабочим компьютером в мире. Тактовая частота "процессора" машины составляла примерно 5,3 Гц. Ввод данных осуществлялся с четырехкнопочной клавиатуры, а вывод - на ламповую панель. Длина машинного слова ("word") равнялась 22 битам, из которых 1 бит отводился под знак, 7 - под экспоненту, а остальные 14 бит - под мантиссу. Всего Z3 состоял из 2400 реле: 1800 отводилось под память, а 600 - под "процессор". Память содержала 64 слова. Z3 выполнял 3-4 операции сложения в секунду и умножал два числа за 4-5 секунд. Программы набивались на перфоленте, созданной из обычной киноленты. Основной недостаток Z3 заключался в неспособности реализовывать условный переход³.

После постройки Z3 Цузе вторично забрали в армию. Снова вернувшись через несколько месяцев, неугомонный Цузе берется за Z4. Этот компьютер был создан к концу войны, потому перед Цузе встала острая проблема сохранения машины, ведь предыдущие три уже были уничтожены под бомбежками. Изобретатель перевозил Z4 из одного места в другое, а 28 апреля 1945 г. провел демонстрацию компьютера в горах Гарца в подземном укрытии перед своими коллегами⁴.

Z4 превосходил Z3 по всем параметрам: работал на частоте 30 Гц, имел увеличенный объем памяти, вычислительный блок из 2200 реле и даже устройство вывода, в роли которого выступала электрическая пишущая машинка марки Mercedes. В определенном смысле Z4 можно было назвать первым персональным компьютером, т.к. его обслуживание не требовало персонала, достаточно было одного-единственного человека, естественно, знающего, как работать с этой машиной3.

С падением Третьего Рейха Конрад Цузе перестал создавать компьютеры полукустарным способом: в 1946 г. он основал компанию Zuse-Ingenieurbuero Hopferau и поставил выпуск компьютеров на коммерческую основу. В 1949 г., переехав в г. Хюнвелд, Цузе создал компанию Zuse KG, которая продолжила выпуск компьютеров славной серии Z. До 1967 г. Zuse KG выпустила 251 собранный компьютер, однако финансовые проблемы послужили причиной ее продажи более могущественной компании Siemens AG, куда перешел работать и сам Цузе в качестве специалиста-консультанта.

Одновременно с построением первых компьютеров Цузе задумался о программном обеспечении. Не успела закончиться война, как Цузе представил алгоритмический язык Plankalkul (от латинского "planus calculus" - "проект вычислений"). Plankalkul позволял работать с объектами, подпрограммами и с массивами программ. По своей мощи этот алгоритмический язык примерно соответствовал языку программирования ALGOL 68. По сути, это был первый язык программирования высокого уровня - Цузе справедливо полагал, что компьютеры будущего должны иметь как "железную" (hardware), так и программную (software) части.

Сделав для развития мирового компьютеростроения очень и очень много, Цузе в 1965 г. мог, наконец-то, насладиться признанием своих заслуг - ему вручили мемориальную премию Гарри М. Гуда ("Harry M. Goode Memorial Award"), медаль и 2000 американских долларов от Computer Society.

Последним значительным достижением Цузе стала книга "Rechnender Raum" ("Вычислительное пространство"), вышедшая в 1969 г. и через год изданная на английском языке под названием "Calculating Space". В этой книге Цузе развивал идею, согласно которой Вселенная представляет собой огромный компьютер, работающий в дискретном времени и пространстве.

После тридцати лет невероятно плодотворной работы, начавшейся созданием компьютера Z1 и закончившейся представлением спорной, но оригинальной теории вселенского компьютера, Цузе "успокоился" и на пенсии занимался живописью, а также воссозданием своих утерянных машин (невзирая на перенесенный инсульт). Он умер 18 декабря 1995 г. в Хюнфелде.

Юрий ДРОЗДОВ

Ссылки по теме:

schools.keldysh.ru/sch444/MUSEUM/1_17_116.htm

irb.cs.tu-berlin.de/~zuse/Konrad_Zuse/de/

itc.ua/article.phtml?ID=14923&IDw=1&pid=15

naturalist2.tripod.com/zuse.htm

1. Colossus был построен в 1943 г. и успешно занимался декодированием немецких военных шифров.

2. Z1 был восстановлен в 1987-1989 гг. самим Конрадом Цузе и еще тремя помощниками. С 1989 г. выставлен на всеобщее обозрение в музее "Verker und Technik" (Берлин).

3. Z3 просуществовал в единственном экземпляре и был разрушен во время бомбежки в 1944 г. Через двадцать лет Z3 воссоздали и выставили в музее "Deutsches Museum" (Мюнхен).

4. История спасения Z4 носит почти детективный характер. Сначала на грузовике и лошадях компьютер перевезли из Берлина в Геттинген, а затем - в маленькую альпийскую деревушку Хинтерштайн (область Альгой), где спрятали в конюшне. Только в 1949 г. Z4 доставили в Цюрих; там, после доработки, в сентябре 1950 г. он был установлен в институте прикладной математики и проработал около пяти лет, пока его не купили французы. В то время в Европе насчитывалось только два работающих компьютера: Z4 Конрада Цузе и советская МЭСМ Сергея Лебедева.