Có thể bạn chưa bao giờ nghe nói về Konrad Zuse, nhưng anh ấy có một tuyên bố tốt hơn hầu hết là người đã phát minh ra máy tính có thể lập trình theo nghĩa thực sự chế tạo ra nó. Trên thực tế, ông đã chế tạo một số và gần đây đã phát hiện ra một hướng dẫn sử dụng cho Z4, được chế tạo vào năm 1945 và là chiếc máy tính lâu đời nhất còn tồn tại trên thế giới.
Zuse cũng có thể là người đã phát minh ra ngôn ngữ lập trình cấp cao đầu tiên. Vậy tại sao chúng ta không biết nhiều hơn về anh ấy và những gì anh ấy đã làm?
Chiến tranh thường được cho là nguyên nhân thúc đẩy sự phát triển của công nghệ. Chắc chắn rằng nhu cầu của chiến tranh thế giới thứ hai đã thúc đẩy sự phát triển của máy tính kỹ thuật số ở Mỹ và ở Anh.
Ở Mỹ, nhu cầu tính toán các bàn bắn cho pháo binh và sau này là mô phỏng bom nguyên tử.
Ở Anh, công việc bẻ khóa mã ở Bletchley Park rất cần một máy tính.
Máy tính đóng vai trò quan trọng đối với nỗ lực chiến tranh, bạn có thể tự hỏi “bên kia” đang làm gì. Câu trả lời liên quan đến câu chuyện của một người đàn ông – Konrad Zuse – và một loạt máy tính được khẳng định chắc chắn là chiếc đầu tiên.
Nhưng nó không phải là câu chuyện mà bạn có thể mong đợi …
Konrad Zuse sinh ra ở Berlin không lâu trước Chiến tranh thế giới thứ nhất. Cha anh, một quản lý bưu chính và mẹ anh hẳn là người rất khoan dung vì họ không chỉ thực hiện các thí nghiệm của Konrad mà còn thực sự giúp tài trợ cho họ.
Ngay từ khi còn rất nhỏ, ông đã quan tâm đến automaton và ông đã chế tạo một máy pha chế sô cô la từ loại tương đương Meccano của Đức – và nó đã mang đến một sự thay đổi đúng đắn! Năm 18 tuổi, ông đăng ký làm sinh viên kiến trúc và xây dựng dân dụng tại Đại học Berlin, và phát hiện ra ông không thích tính toán thông thường.
Vào thời điểm đó, các kỹ sư đã biết cách giải quyết các vấn đề như liệu một cấu trúc tĩnh như mái nhà có đứng vững hay không, nhưng điều này liên quan đến việc giải rất nhiều phương trình tuyến tính đồng thời. Cách duy nhất để làm điều này là cách khó – tính toán thủ công.
Việc giải các phương trình cho một cấu trúc thực có thể mất hàng tháng trời và Zuse nghĩ rằng đây là một sự lãng phí thời gian khủng khiếp và rất nhàm chán. Tâm trí anh chuyển sang cách tự động hóa tính toán. Bạn có thể nói rằng anh ấy quyết định phát minh ra máy tính hơn là tự mình tính toán!
Năm 1935, ông tốt nghiệp và bắt đầu làm việc tại công ty máy bay Henschel với tư cách là một nhà phân tích căng thẳng và bạn có thể đoán điều đó nghĩa là gì – cần giải nhiều phương trình hơn. Năm 1936, ông bắt đầu làm việc trên chiếc máy tính đầu tiên của mình khi đã lên kế hoạch thiết kế cho nó trong những năm trước đó.
Ngày này rất quan trọng vì nó đặt nỗ lực của Zuse trước những nỗ lực nổi tiếng khác trong việc xây dựng một chiếc máy tính.
Z1 – Máy tính đầu tiên
Konrad thông báo với bố mẹ rằng anh sẽ từ bỏ công việc của mình để ở nhà và xây dựng một chiếc máy tính trên bàn bếp. Không phải ngẫu nhiên mà họ “không vui lắm”.
V1, V cho Versuchsmodell hoặc “Mô hình thử nghiệm” và sau đó được đổi tên thành Z1 (Zuse1) đã tăng lên 2 mét x 1,5 mét và nó hoàn toàn là cơ khí.
Trên thực tế, nó được chế tạo bằng cách sử dụng nhiều loại xe tương đương Meccano của Đức hơn. Nó bao gồm một nghìn tấm kim loại mỏng có rãnh tạo nên bộ nhớ của nó. Đầu vào thông qua một đầu đọc băng “giấy” chỉ Zuse sử dụng kho phim 35mm cũ có đục lỗ trên đó. Nó cũng có một bàn phím và hiển thị kết quả của nó thông qua một dãy đèn.
Mặc dù cấu tạo cơ khí của nó rất khéo léo, nhưng tính năng quan trọng nhất của nó là nó sử dụng hệ nhị phân . Tất cả các máy tính cơ học trước Z1, và thậm chí cả thiết kế của Babaze, đều dựa trên số học thập phân.
Việc sử dụng hệ nhị phân giúp Zuse có thể tránh được tất cả các thao tác phức tạp cần thiết để thực hiện số học thập phân và xử lý vấn đề “mang” và “mượn”. Nó cũng tự nhiên dẫn đến một thiết kế mô-đun sử dụng tương tự cơ học của các cổng logic.
Bạn cũng có thể ngạc nhiên khi phát hiện ra rằng đơn vị số học là một đơn vị dấu chấm động 22 bit nhưng nó chỉ có thể cộng và trừ – phép nhân được thực hiện bằng cách cộng lặp lại.
Máy không đáng tin cậy và tất nhiên là rất, rất chậm. Nó có chín hướng dẫn và mỗi hướng dẫn mất nhiều chu kỳ để hoàn thành và mỗi chu kỳ mất một giây.
Mô phỏng Z1
Vào những năm 1980 khi ở độ tuổi 70, Konrad Zuse bắt tay vào việc tái tạo lại Z1 hiện được trưng bày tại Bảo tàng Công nghệ ở Berlin. Tuy nhiên, với 30.000 bộ phận, việc tái tạo lại máy tính cơ học không thể đủ mạnh hoặc đủ tin cậy để hoạt động thường xuyên, vì vậy một nhóm do Giáo sư Paul Rojas dẫn đầu đã bắt đầu tái tạo ảo dẫn đến việc xây dựng mô phỏng trực quan 3D của đơn vị số học cho triển khai trên web.
máy tính làm việc đầu tiên
