О машине, способной выполнять вместо человека утомительные вычисления, он стал мечтать, когда был еще студентом. Не зная о работе Чарльза Бэббиджа, Цузе вскоре приступил к созданию устройства, во многом подобного Аналитической машине этого английского математика.
В 1936 году Цузе уволился из фирмы, где работал, чтобы отдавать больше времени постройке компьютера. Получив определенную сумму денег от друзей, он устроил “мастерскую” на маленьком столе в углу гостиной в доме родителей. Когда размеры машины стали расти, Цузе сначала придвинул к своему рабочему месту еще два стола, а затем переместился со своим прибором в середину комнаты. Примерно через два года компьютер, который занимал площадь около 4 м2 и представлял собой хитросплетение реле и проводов, был готов.
Машина, названная им Z 1 (от Zuse — фамилии Цузе, написанной по-немецки), имела клавиатуру для ввода данных. Результат вычислений появлялся на панели — для этого использовалось множество маленьких лампочек. В целом Цузе был доволен аппаратом, но считал ввод с клавиатуры неудобным и медленным. Он начал поиск других вариантов, и спустя какое-то время решение было найдено: команды для машины стали вводиться с помощью использованной 35-миллиметровой фотопленки, в которой пробивались отверстия. Машина, работавшая с перфолентой, получила название Z 2. А в 1941 году Конрад Цузе завершил постройку релейного компьютера Z 3, где применялась двоичная система счисления [1, 2].
Эти образцы машин были уничтожены при бомбардировках во время войны. Осталась лишь появившаяся в марте 1945 года машина Z 4 (которая использовалась для научных расчетов в Геттингенском университете), а позже Цузе изготовил еще модель Z 5. Основными элементами всех его компьютеров служили электромеханические реле, подобные тем, что применялись тогда, например, в телефонных коммутаторах [1—5].
В 1942 году Цузе и австрийский инженер-электрик Хельмут Шрайер, время от времени сотрудничавший с Цузе, предложили создать устройство принципиально нового типа [1]. Они собирались перевести компьютер Z 3 с электромеханических реле на вакуумные электронные лампы, у которых нет движущихся деталей. Новая машина должна была действовать в сотни раз быстрее, чем любая из машин, имевшихся в то время в воюющей Германии. Однако данное предложение было отклонено: Гитлер наложил запрет на все “долговременные” научные разработки, поскольку был уверен в быстрой победе.
В тяжелые послевоенные годы Цузе, не имея возможности продолжать в полной мере работу непосредственно над компьютером, направил всю свою энергию на развитие теории. Он придумал эффективный способ программирования, причем не только для компьютера Z 4, но и для любой другой подобной машины.
Работая в одиночку, Цузе создал систему программирования, получившую название Plankalkül (Планкалкюль, “исчисление планов”) [2, 3]. Этот язык (превосходящий “в определенных моментах” по своим возможностям появившийся примерно на 12 лет позже Алгол) называют первым языком высокого уровня.
Цузе подготовил брошюру, где рассказал о своем творении и возможности его применения для решения разнообразных задач, включая сортировку чисел и выполнение арифметических действий в двоичной системе счисления (другие компьютеры того времени работали в десятичной системе), а также представил несколько десятков фрагментов программ на Планкалкюле для оценки шахматных позиций.
Не рассчитывая увидеть свой язык реализованным на компьютере, он отмечал:
“Планкалкюль родился исключительно как результат теоретической работы, без всякой связи с тем, появятся или нет в обозримом будущем машины, подходящие к программам на Планкалкюле” [2].
Целиком работа Цузе была издана лишь в 1970-х годах. Эта публикация заставила специалистов задуматься над тем, какое влияние мог бы оказать Планкалкюль, будь он широко известен раньше.
В США созданием релейных компьютеров занимались независимо от Цузе Джордж Штибитц (машины “Модель I”, ..., “Модель V”) и Говард Эйкен (“Марк I” и другие компьютеры) [1, 3, 4, 6—8]. А одной из наиболее совершенных “чисто релейных” машин была РВМ-1, сконструированная и построенная под руководством специалиста по счетным устройствам Николая Ивановича Бессонова у нас в стране в середине 1950-х годов [4].
Релейные компьютеры имели невысокую скорость выполнения арифметических операций и невысокую надежность, что объяснялось прежде всего низким быстродействием и малой надежностью их основных счетных и запоминающих элементов — электромеханических реле. Кроме того, у этих машин был тот же недостаток, что и у Аналитической машины Бэббиджа: отсутствие хранимой в памяти программы. Однако они занимают весьма почетное место в истории компьютерной техники, так как являются первыми действовавшими автоматическими программно-управляемыми универсальными компьютерами.
Литература
1. Знакомьтесь: компьютер: Пер. с англ. М.: Мир, 1989.
2. Язык компьютера: Пер. с англ. М.: Мир, 1989.
3. Частиков А.П. От калькулятора до суперЭВМ // Новое в жизни, науке, технике. Сер. “Вычислительная техника и ее применение”, № 1/88.
4. Гутер Р.С., Полунов Ю.Л. От абака до компьютера. Изд. 2-е, испр. и доп. М.: Знание, 1981.
5. Путь к транзистору // Информатика, № 6/2000.
6. Леонов А.Г., Четвергова О.В. История компьютеров // Информатика, № 35/98.
7. Семейство “Марк” // Информатика, № 26/2001.
8. Сначала — релейные // Информатика, № 26/2001.
