Z1 (computadora)

El Z1 era un ordenador mecánico impulsado por motor diseñado por el inventor alemán Konrad Zuse de 1936 a 1937, que construyó en la casa de sus padres. hogar de 1936 a 1938. Era una calculadora mecánica binaria accionada eléctricamente con programabilidad limitada, que leía instrucciones de una película de celuloide perforada.

El “Z1” fue el primer ordenador libremente programable del mundo que utilizaba lógica booleana y números binarios de punto flotante; sin embargo, su funcionamiento no era confiable. Fue terminado en 1938 y financiado íntegramente con fondos privados. Este ordenador fue destruido en el bombardeo de Berlín en diciembre de 1943, durante la Segunda Guerra Mundial, junto con todos los planos de construcción.

El Z1 fue el primero de una serie de computadoras diseñadas por Zuse. Su nombre original era "V1" para Versuchsmodell 1 (que significa Modelo Experimental 1). Después de la Segunda Guerra Mundial, pasó a llamarse "Z1" para diferenciarla de las bombas voladoras diseñadas por Robert Lusser. El Z2 y el Z3 fueron secuelas basadas en muchas de las mismas ideas que el Z1.

Diseño

El Z1 contenía casi todas las partes de una computadora moderna, es decir, unidad de control, memoria, microsecuencias, lógica de punto flotante y dispositivos de entrada y salida. El Z1 se podía programar libremente mediante cinta perforada y un lector de cinta perforada. Existía una clara separación entre el lector de cinta perforada, la unidad de control para supervisar toda la máquina y la ejecución de las instrucciones, la unidad aritmética y los dispositivos de entrada y salida. La unidad de cinta de entrada leía perforaciones en una película de 35 milímetros.

El Z1 era un sumador y restador de valores de punto flotante de 22 bits, con cierta lógica de control para hacerlo capaz de realizar operaciones más complejas como la multiplicación (mediante sumas repetidas) y la división (mediante restas repetidas). El conjunto de instrucciones del Z1 tenía ocho instrucciones y requería entre uno y veintiún ciclos por instrucción.

El Z1 tenía una memoria de punto flotante de 16 palabras, donde cada palabra de la memoria podía leerse y escribirse en la unidad de control. Las unidades de memoria mecánica eran únicas en su diseño y fueron patentadas por Konrad Zuse en 1936. La máquina sólo era capaz de ejecutar instrucciones mientras leía del lector de cintas perforadas, por lo que el programa en sí no se cargaba en su totalidad en la memoria interna de antemano.

La entrada y salida eran en números decimales, con un exponente decimal y las unidades tenían maquinaria especial para convertirlos hacia y desde números binarios. Las instrucciones de entrada y salida se leerían o escribirían como números de punto flotante. La cinta del programa era una película de 35 mm con las instrucciones codificadas en agujeros perforados.

Construcción

"Z1 era una máquina que pesaba aproximadamente 1 tonelada y constaba de unas 20.000 piezas. Era una computadora programable, basada en números binarios de punto flotante y un sistema de conmutación binario. Estaba formado íntegramente por finas láminas de metal que Zuse y sus amigos produjeron con una sierra de calar." "El dispositivo de entrada [de datos] era un teclado... Los programas del Z1 (Zuse los llamó Rechenpläne, planes informáticos) se almacenaban en cintas perforadas utilizando un código de 8 bits"

La construcción de la Z1 fue financiada de forma privada. Zuse consiguió dinero de sus padres, de su hermana Lieselotte, de algunos estudiantes de la fraternidad AV Motiv (cf. Helmut Schreyer) y de Kurt Pannke (un fabricante de máquinas calculadoras en Berlín) para ello.

Zuse construyó el Z1 en la casa de sus padres. departamento; de hecho, se le permitió utilizar la sala de estar para su construcción. En 1936, Zuse dejó su trabajo en la construcción de aviones para construir el Z1.

Se dice que Zuse utilizó "tiras finas de metal" y quizás "cilindros metálicos" o placas de vidrio para construir Z1. Probablemente no contenía relés comerciales (aunque se dice que el Z3 utilizó algunos relés telefónicos). La única unidad eléctrica era un motor eléctrico para dar la frecuencia de reloj de 1 Hz (ciclo por segundo) a la máquina.

'La memoria se construyó a partir de finas tiras de metal ranurado y pequeños pasadores y demostró ser más rápida, más pequeña y más confiable que los relés. El Z2 usó la memoria mecánica del Z1 pero usó aritmética basada en relés. El Z3 se construyó experimentalmente enteramente con relés. El Z4 fue el primer intento de crear una computadora comercial, volviendo a la memoria mecánica con tiras de metal ranuradas, más rápida y económica, con procesamiento de relé, del Z2, pero la guerra interrumpió el desarrollo del Z4.

El funcionamiento del Z1 nunca fue muy confiable debido a la mala sincronización causada por tensiones internas y externas en las piezas mecánicas.

Si bien varias fuentes hacen diversas declaraciones sobre cómo se construyeron exactamente las computadoras de Zuse, gradualmente está surgiendo una comprensión clara.

Reconstrucción

El Z1 original fue destruido por los ataques aéreos aliados en 1943, pero en la década de 1980 Zuse decidió reconstruir la máquina. Los primeros bocetos de la reconstrucción del Z1 se dibujaron en 1984. Construyó (con la ayuda de dos estudiantes de ingeniería) miles de elementos del Z1 nuevamente y terminó de reconstruir el dispositivo en 1989. Esta réplica tiene una memoria de 64 palabras en lugar de una Uno de 16 palabras. El Z1 reconstruido (en la foto) se exhibe en el Museo Alemán de Tecnología en Berlín.

Cotización

Hay una réplica de este Modelo en el Museo de Tráfico y Tecnología en Berlín. En ese entonces no funcionó bien, y en ese sentido la réplica es muy confiable — también no funciona bien.

—Konrad Zuse