Konrad Zuse

Konrad Ernst Otto Zuse (alemán: [ˈkɔnʁaːt ˈtsuːzə]; 22 de junio de 1910 - 18 de diciembre de 1995) fue un ingeniero civil alemán, pionero en informática, inventor y hombre de negocios. Su mayor logro fue la primera computadora programable del mundo; el Turing-complete Z3 funcional controlado por programa entró en funcionamiento en mayo de 1941. Gracias a esta máquina y sus predecesores, Zuse ha sido considerado a menudo como el inventor de la computadora moderna.

Zuse se destacó por la máquina informática S2, considerada la primera computadora de control de procesos. En 1941, fundó una de las primeras empresas informáticas, produciendo la Z4, que se convirtió en la primera computadora comercial del mundo. De 1943 a 1945 diseñó Plankalkül, el primer lenguaje de programación de alto nivel. En 1969, Zuse sugirió el concepto de un universo basado en la computación en su libro Rechnender Raum (Calcular Espacio).

Gran parte de su trabajo inicial fue financiado por su familia y el comercio, pero después de 1939 el gobierno de la Alemania nazi le proporcionó recursos. Debido a la Segunda Guerra Mundial, el trabajo de Zuse pasó desapercibido en el Reino Unido y los Estados Unidos. Posiblemente su primera influencia documentada en una empresa estadounidense fue la opción de IBM sobre sus patentes en 1946.

Vida temprana y educación

Konrad Zuse nació en Berlín el 22 de junio de 1910. En 1912, su familia se mudó a Prusia Oriental Braunsberg (ahora Braniewo en Polonia), donde su padre era empleado postal. Zuse asistió al Collegium Hosianum en Braunsberg, y en 1923, la familia se mudó a Hoyerswerda, donde aprobó su Abitur en 1928, lo que lo calificó para ingresar a la universidad.

Se matriculó en la Universidad Técnica de Berlín y exploró tanto la ingeniería como la arquitectura, pero las encontró aburridas. Zuse luego se dedicó a la ingeniería civil y se graduó en 1935.

Carrera

Después de graduarse, Zuse trabajó para Ford Motor Company y utilizó sus habilidades artísticas en el diseño de anuncios. Comenzó a trabajar como ingeniero de diseño en la fábrica de aviones Henschel en Schönefeld, cerca de Berlín. Esto requirió la realización de muchos cálculos de rutina a mano, lo que lo llevó a teorizar y planificar una forma de hacerlos a máquina.

A partir de 1935, experimentó en la construcción de computadoras en casa de sus padres'. piso en Wrangelstraße 38, mudándose con ellos a su nuevo piso en Methfesselstraße 10, la calle que conduce a Kreuzberg, Berlín. Trabajando en sus padres' apartamento en 1936, produjo su primer intento, la Z1, una calculadora mecánica binaria de coma flotante con programabilidad limitada, que lee instrucciones de una película perforada de 35 mm.

Zuse Z1 replica en el Museo de Tecnología Alemán de Berlín

En 1937, Zuse presentó dos patentes que anticipaban una arquitectura von Neumann. En 1938 terminó el Z1 que contenía unas 30.000 piezas de metal y nunca funcionó bien debido a la insuficiente precisión mecánica. El 30 de enero de 1944, el Z1 y sus planos originales fueron destruidos junto con sus padres. plano y muchos edificios vecinos por un ataque aéreo británico en la Segunda Guerra Mundial.

Zuse completó su trabajo de forma totalmente independiente de otros científicos informáticos y matemáticos destacados de su época. Entre 1936 y 1945 estuvo en un aislamiento intelectual casi total.

1939-1945

Placa conmemorativa El trabajo de Zuse, unido a la ruina de Methfesselstraße 7, Berlín

En 1939, Zuse fue llamado al servicio militar, donde recibió los recursos para finalmente construir el Z2. En septiembre de 1940, Zuse presentó el Z2, que cubría varias habitaciones en el piso de los padres, a los expertos de la Deutsche Versuchsanstalt für Luftfahrt (DVL; Instituto Alemán de Investigación para la Aviación). El Z2 era una versión revisada del Z1 que usaba relés telefónicos.

En 1940, el gobierno alemán comenzó a financiarlo a él y a su compañía a través de Aerodynamische Versuchsanstalt (AVA, Aerodynamic Research Institute, precursor del DLR), que utilizó su trabajo para la producción de bombas deslizantes. Zuse construyó las máquinas informáticas S1 y S2, que eran dispositivos de propósito especial que calculaban las correcciones aerodinámicas de las alas de las bombas voladoras controladas por radio. El S2 presentaba un convertidor analógico a digital integrado bajo control de programa, lo que lo convirtió en la primera computadora controlada por procesos.

En 1941, Zuse fundó una empresa, Zuse Apparatebau (Zuse Apparatus Construction), para fabricar sus máquinas, alquilando un taller en el lado opuesto en Methfesselstraße 7 y estirando el bloque hasta Belle-Alliance Straße 29 (renombrado y renumerado como Mehringdamm 84 en 1947).

En 1941, mejoró la máquina Z2 básica y construyó la Z3. El 12 de mayo de 1941, Zuse presentó al público el Z3, construido en su taller. La Z3 era una calculadora binaria de coma flotante de 22 bits que presentaba programabilidad con bucles pero sin saltos condicionales, con memoria y una unidad de cálculo basada en relés telefónicos. Los relés telefónicos utilizados en sus máquinas se recolectaron en gran parte de existencias descartadas. A pesar de la ausencia de saltos condicionales, el Z3 era un ordenador completo de Turing. Sin embargo, Zuse nunca consideró la integridad de Turing (quien desconocía el trabajo de Turing y tenía en mente aplicaciones prácticas) y solo se demostró en 1998 (ver Historia del hardware informático).

La Z3, la primera computadora electromecánica completamente operativa, fue parcialmente financiada por DVL, con apoyo del gobierno alemán, que deseaba que se automatizaran sus extensos cálculos. Una solicitud de su compañero de trabajo Helmut Schreyer, que había ayudado a Zuse a construir el prototipo Z3 en 1938, para que el gobierno financiara un sucesor electrónico del Z3 fue denegada por ser "estratégicamente sin importancia".

Estatua de Zuse en Bad Hersfeld

En 1937, Schreyer había aconsejado a Zuse que utilizara tubos de vacío como elementos de conmutación; Zuse en ese momento lo consideró una idea loca (Schnapsidee en sus propias palabras). Taller de Zuse sobre Methfesselstraße 7 (con el Z3) fue destruido en un ataque aéreo aliado a finales de 1943 y el piso de los padres con Z1 y Z2 el 30 de enero del año siguiente, mientras que el sucesor Z4, que Zuse había comenzado a construir en 1942 en un nuevo local en el Industriehof en Oranienstraße 6, permaneció intacta.

El 3 de febrero de 1945, un bombardeo aéreo causó una destrucción devastadora en Luisenstadt, el área alrededor de Oranienstraße , incluidas las casas vecinas. Este evento detuvo por completo la investigación y el desarrollo de Zuse. La computadora Z4 basada en retransmisión telefónica parcialmente terminada se empaquetó y se trasladó desde Berlín el 14 de febrero, y llegó a Göttingen aproximadamente dos semanas después.

Estas máquinas contribuyeron a los misiles guiados Henschel Werke Hs 293 y Hs 294 desarrollados por el ejército alemán entre 1941 y 1945, que fueron los precursores de los misiles de crucero modernos. El diseño del circuito del S1 fue el predecesor del Z11 de Zuse. Zuse creía que estas máquinas habían sido capturadas por las tropas soviéticas de ocupación en 1945.

Mientras trabajaba en su computadora Z4, Zuse se dio cuenta de que programar en código de máquina era demasiado complicado. Comenzó a trabajar en una tesis doctoral, que contenía investigaciones innovadoras años antes de su tiempo, principalmente el primer lenguaje de programación de alto nivel, Plankalkül ("Plan Calculus") y, como programa de ejemplo elaborado, el primer motor de ajedrez de computadora real.

1945–1995

Después del bombardeo de Luisenstadt de 1945, huyó de Berlín a la zona rural de Allgäu. En la extrema privación de la Alemania de la posguerra, Zuse no pudo construir computadoras.

Zuse fundó una de las primeras empresas informáticas: Zuse-Ingenieurbüro Hopferau . El capital se levantó en 1946 a través de ETH Zurich y una opción de IBM sobre las patentes de Zuse.

En 1947, según las memorias del pionero informático alemán Heinz Billing del Instituto Max Planck de Física, hubo una reunión entre Alan Turing y Konrad Zuse en Göttingen. El encuentro tuvo la forma de un coloquio. Los participantes fueron Womersley, Turing, Porter de Inglaterra y algunos investigadores alemanes como Zuse, Walther y Billing. (Para obtener más detalles, consulte Herbert Bruderer, Konrad Zuse und die Schweiz).

No fue hasta 1949 que Zuse pudo reanudar el trabajo en el Z4. Le mostraría la computadora al matemático Eduard Stiefel del Instituto Federal Suizo de Tecnología de Zúrich (Eidgenössische Technische Hochschule (ETH) Zürich) quien luego ordenó uno en 1950. En noviembre de 1949, se fundó Zuse KG y ese Z4 se entregó a ETH Zurich en julio de 1950, y demostró ser muy confiable.

En 1949, Zuse fundó otra empresa, Zuse KG, en Haunetal-Neukirchen; en 1957 la sede social de la empresa se trasladó a Bad Hersfeld. El Z4 se terminó y se entregó a ETH Zurich, Suiza, en septiembre de 1950. En ese momento, era la única computadora en funcionamiento en Europa continental y la segunda computadora en el mundo en ser vendida, solo superada por BINAC, que nunca funcionó. correctamente después de haber sido entregado. Zuse y su compañía construyeron otras computadoras, todas numeradas con una Z inicial, hasta Z43. Destacan el Z11, que fue vendido a la industria óptica ya las universidades, y el Z22, el primer ordenador con memoria basada en almacenamiento magnético.

Incapaz de realizar ningún desarrollo de hardware, continuó trabajando en Plankalkül, y finalmente publicó algunos breves extractos de su tesis en 1948 y 1959; sin embargo, la obra en su totalidad permaneció inédita hasta 1972. La tesis doctoral se presentó en la Universidad de Augsburgo, pero fue rechazada por razones formales, porque Zuse se olvidó de pagar la matrícula universitaria de 400 marcos. El rechazo no le molestó.

Plankalkül influyó ligeramente en el diseño de ALGOL 58, pero fue implementado solo en 1975 en una disertación de Joachim Hohmann. Heinz Rutishauser, uno de los inventores de ALGOL, escribió: “El primer intento de idear un lenguaje algorítmico fue realizado en 1948 por K. Zuse. Su notación fue bastante general, pero la propuesta nunca alcanzó la consideración que merecía." Más implementaciones siguieron en 1998 y luego en 2000 por un equipo de la Universidad Libre de Berlín. Donald Knuth sugirió un experimento mental: ¿Qué podría haber sucedido si el bombardeo no hubiera tenido lugar y, en consecuencia, la tesis doctoral se hubiera publicado según lo planeado?

Z64 Graphomat plotter

En 1956, Zuse comenzó a trabajar en un plotter de gran formato y alta precisión. Se demostró en la Feria de Hannover de 1961 y se hizo muy conocido también fuera del mundo técnico gracias al trabajo de arte informático pionero de Frieder Nake. Otros plotters diseñados por Zuse incluyen el ZUSE Z90 y el ZUSE Z9004.

Un proceso elemental en el espacio de cálculo de Zuse: Dos partículas digitales Un und B forma una nueva partícula digital C.

En 1967, Zuse sugirió que el universo mismo funciona con un autómata celular o una estructura computacional similar (física digital); en 1969, publicó el libro Rechnender Raum (traducido al inglés como Calculating Space).

Entre 1989 y 1995, Zuse conceptualizó y creó un autómata de torre modular, extensible y puramente mecánico al que llamó "helix tower" ("Helixturm"). La estructura se basa en una transmisión por engranajes que emplea un movimiento giratorio (por ejemplo, proporcionado por una manivela) para ensamblar componentes modulares desde un espacio de almacenamiento, elevando una torre en forma de tubo; el proceso es reversible e invertir la dirección de entrada deconstruirá la torre y almacenará los componentes. En 2009, el Deutsches Museum restauró el original de Zuse Modelo funcional a escala 1:30 que se puede extender hasta una altura de 2,7 m. Zuse pretendía que la construcción completa alcanzara una altura de 120 m y la imaginó para su uso con generadores de energía eólica e instalaciones de transmisión de radio.

Entre 1987 y 1989, Zuse recreó el Z1 y sufrió un infarto a la mitad del proyecto. Costó 800 000 marcos alemanes (aproximadamente 500 000 dólares) y requirió cuatro personas (incluido Zuse) para ensamblarlo. La financiación de este proyecto de retroinformática fue proporcionada por Siemens y un consorcio de cinco empresas.

Vida privada

Zuse Memorial en Hünfeld, Hessen

Konrad Zuse se casó con Gisela Brandes en enero de 1945, en un carruaje, él vestido con frac y sombrero de copa y Gisela con un velo de novia, ya que Zuse le daba importancia a una "ceremonia noble". Su hijo Horst, el primero de cinco hijos, nació en noviembre de 1945.

Si bien Zuse nunca se convirtió en miembro del Partido Nazi, no se sabe que haya expresado dudas o reparos en trabajar para el esfuerzo de guerra nazi. Mucho más tarde, sugirió que en los tiempos modernos, los mejores científicos e ingenieros generalmente tienen que elegir entre hacer su trabajo para intereses comerciales y militares más o menos cuestionables en un trato fáustico, o no seguir su línea de trabajo en absoluto.

Después de que Zuse se jubilara, se concentró en su pasatiempo de pintar. Firmó sus pinturas como "Kuno [von und zu] See".

Zuse era ateo.

Zuse murió el 18 de diciembre de 1995 en Hünfeld, Hesse (cerca de Fulda) de insuficiencia cardíaca.

Taller de Zuse en Neukirchen (fotografía tomada en enero de 2010)

Almacenamiento de tambor magnético dentro de un Z31 (que fue mostrado por primera vez en 1963).

Premios y distinciones

Zuse recibió varios premios por su trabajo:

• Werner von Siemens Ring en 1964 (junto con Fritz Leonhardt y Walter Schotky)
• Harry H. Goode Memorial Award en 1965 (junto con George Stibitz)
• Medalla Wilhelm Exner en 1969.
• Bundesverdienstkreuz en 1972 – Gran Cruz del Mérito
• Premio Becario del Museo de Historia Informática en 1999 "por su invención del primer ordenador digital controlado por el programa, electromecánico y el primer lenguaje de programación de alto nivel, Plankalkül".

El Instituto Zuse de Berlín recibe su nombre en su honor.

La Medalla Konrad Zuse de la Gesellschaft für Informatik y la Medalla Konrad Zuse de la Zentralverband des Deutschen Baugewerbes (Asociación Central de la Construcción Alemana) llevan el nombre de Zuse.

Una réplica del Z3, así como del Z4 original, se encuentra en el Deutsches Museum de Múnich. El Deutsches Technikmuseum de Berlín tiene una exposición dedicada a Zuse, que muestra doce de sus máquinas, incluida una réplica de la Z1 y varias de las pinturas de Zuse.

El centenario de su nacimiento se celebró con exposiciones, conferencias y talleres.