Цузе, Конрад

Родился Конрад Цузе в Берлине 22 июня 1910 года в семье государственного служащего. Детство он провел в небольшом саксонском городе Хойерсверда. Во время обучения в школе Цузе отметился тем, что собрал автоматическую машину для размена монет^[3].

В юности посещал гуманитарную гимназию Хозианум в Браунсберге и реальную гимназию (позже — гимназия им. Лессинга) в Хойерсверде^[4] и, по некоторым данным, хотел в будущем посвятить свою жизнь искусству. Тем не менее, определившись с выбором направления деятельности, Цузе поступил на обучение в Технологический колледж в Берлине, где по окончанию в 1935 году получил профессию инженера-строителя^[5].

Сразу же после окончания колледжа Цузе устроился на работу на авиазавод Хенкеля в городе Дессау, где он работал на должности инженера-конструктора. Через год работы Цузе решил сконцентрироваться на своих работах по созданию программируемой счетной машины (прототипа компьютера) и оставил работу на авиазаводе. При разработке счетной машины Цузе первоначально предполагал использовать десятичную систему исчислений, однако более практичной оказалась двоичная система^[6].

Разрабатывал счетную машину Цузе у себя дома в гостиной, все её элементы делал сам, иногда с помощью его друзей, таких же энтузиастов. Изначально Цузе определил основные составные элементы машины и принцип её действия. Среди основных параметров выделялись: вычисления в двоичной системе, вычислитель и память разделены на отдельные блоки, возможность вычисления чисел с плавающей запятой, а также программный контроль вычислений^[7].

В условиях ограниченных средств Цузе использовал в своей машине не предполагавшиеся изначально реле, а пластины, которые вырезались Цузе и его помощниками вручную. Собранный компьютер был представлен общественности в 1938 году. Конструкция не отличалась надежностью, сам Цузе признавал, что это лишь демонстрационный аппарат, тем не менее, Курт Паннке, владелец компании по производству телефонов, заинтересовался машиной и выделил Цузе крупную суммы на её доработку.

Тем временем агрессивная политика Третьего рейха потребовала мобилизации своих граждан, и Цузе был призван в армию. Спустя пол года службы Цузе удалось убедить свое руководство о необходимости продолжения работ по созданию счетных машин, он был демобилизован и даже получил финансирование своих разработок от Института аэродинамических исследований^[8].

В 1980-х годах Конрад Цузе создал полностью механическую реконструкцию Z1, которая находится в постоянной экспозиции Немецкого технического музея в Берлине.

В 1939 году была создана Z2, машина являлась усовершенствованной версией Z1 в которой впервые были использованы перфокарты для ввода данных, а также 600 телефонных реле, что значительно повысило её надёжность. Цузе использовал счетную машину Z2 в качестве прототипа для отработки технологии использования реле для обработки вычислений. По итогам успешных испытаний прототипа Цузе приступил к созданию счетной машины Z3^[9].

12 мая 1941 года в Берлине учёным была представлена счетная машина Z3, которая признается первой в мире полнофункциональной программируемой вычислительной машиной^[10]. Машина была собрана с использованием 2600 телефонных реле и позволяла обеспечивать вычисления со скоростью 0,3 секунды для сложения и 4-5 секунд для умножения. Память составляла 64 слова (по 22 бита), а тактовая частота — от 5 до 10 Гц^[11]. Управление счетной машиной осуществлялось с применением перфоленты с восемью дорожками, в качестве материала ленты использовалась кинопленка. Ввод данных осуществлялся с помощью клавиатуры, вывод данных с помощью табло, состоящего из лампочек^[12].

Z3 активно использовался Третьим Рейхом для проведения расчетов при проектировании авиации до 1944 года. В 1944 году в результате бомбардировки счетная машина Z3 была уничтожена^[8].

В 1998 году Рауль Рохас теоретически доказал полноту Z3 по Тьюрингу, показав возможность симуляции условных переходов^[13].

Вскоре после утраты всех трех предыдущих версий компьютера, Цузе сразу же приступил к разработке новой версии счетной машины. Однако, военные действия приближались к Берлину, это вынудило Цузе бежать с незаконченным аппаратом Z4 в баварскую деревню. Скрываясь в деревне Цузе придумал первый язык программирования для программируемой счетной машины Планкалкюль (нем. Plankalkül), или вычислитель планов^[14].

Z4 уже представляла собой релейную вычислительную машину^[15].

В 1945 году машина была эвакуирована в Хинтерштайн, а в 1946—1949 годах Цузе восстанавливал её в Хопферау. В 1949 году швейцарский математик Эдуард Штифель арендовал Z4, и в 1950 году компьютер был перевезён в Высшую техническую школу Цюриха, где эксплуатировался до 1955 года^[16][17].

Вычислители S1 и S2 разработанные Цузе были специализированы на определение точности исполнения авиационных деталей. Вычислитель S2 использовался с устройством для определения размеров готовой авиационной техники. Эти вычислители являются примером использования вычислительной техники в цепочке технологических производственных процессов^[18].

Планкалкюль (нем. Plankalkül) — первый в мире высокоуровневый язык программирования, разработанный Конрадом Цузе в период с 1942 по 1945 год^[19][20].

Язык концептуально опередил своё время. Среди его ключевых особенностей: поддержка массивов и иерархических структур данных, наличие циклов и условных операторов, возможность вызова подпрограмм, а также отсутствие оператора goto^[19][20].

Из-за поздней публикации полной работы о языке в 1972 году Планкалкюль не оказал прямого влияния на развитие ранних популярных языков программирования^[20][21].

В 1949 году в Нойкирхене была основана компания Zuse KG^[22]. С 1950 по 1960-е годы Цузе спроектировал несколько серийных вычислительных машин: релейных, ламповых и транзисторных. В 1967 году Цузе решил отойти от активной деятельности и продал свою фирму немецкой компании Siemens^[3].

В 1969 году Цузе выпускает книгу под названием «Вычислительное пространство» (нем. Rechnender Raum), где предлагает теорию о том, что Вселенная является всего лишь большой вычислительной машиной, находящейся в дискретном пространстве и времени^[23].

С 1945 года Цузе был женат на Гизеле Рут Брандес, в браке у него родилось пять детей^[5].

Выйдя на пенсию, Цузе активно занимался живописью, написав более 500 картин под псевдонимом Kuno See^[24], а в 2012 году его работы были представлены на выставке современного искусства documenta 13. Умер Конрад Цузе от сердечного приступа, находясь в Хюнфельде 18 декабря 1995 года^[6].

Сегодня несколько городов Германии имеют улицы и здания, названные его именем, а также школа в г. Хюнфельде.

За свою жизнь Конрад Цузе был удостоен множества государственных и научных наград.

Среди основных наград:

• Орден «За заслуги перед Федеративной Республикой Германия» (1972, 1985, 1995);
• Баварский орден Максимилиана (1984);
• Кольцо Вернера фон Сименса (1964);
• Медаль Котениуса (1985);
• Мемориальная премия Гарри Гуда (1965);
• Медаль Вильгельма Экснера (1969);
• Премия Эдуарда Рейна (1995)^[25].

Цузе был удостоен восьми почётных докторских степеней от различных университетов, включая Технический университет Берлина, Гамбургский университет, Технический университет Дрездена и Швейцарскую высшую техническую школу Цюриха^[25].