回顾科技创业公司。 Z3-第一台中继计算机

我决定以一个令人惊奇的故事来回顾技术初创公司，该故事讲述了现代意义上的第一台计算机的创建，即使对于那些认为滥用启动词的人来说，这个故事似乎也很着迷。

Z3是由最年轻的天才工程师Konrad Zuse在最不合时宜的时间构思和创建的。 他为欧洲大陆第一家以商业为基础开发和销售计算机的公司奠定了基础。


德国，上个世纪30年下半年。 阿道夫·希特勒已经执政了几年。 该国正在使用计算机。 尽管第一个模型不是很成功，但发展仍在继续。 随着每种新型号的推出，该设备将变得更加完美。 Z1和Z2，最后在1941年5月，出现了第一个可行的版本-Z3。 1943年，同盟国设法摧毁了整个阵容Z1-Z3，但是到那时，已经开始着手制造更先进的模型-Z4。 大会被转移到了地雷的秘密通道，在该通道中，一项高度机密的导弹计划的开发如火如荼。 无论如何，Z4的工作实际上在战争的最后几天就完成了，并秘密将计算机带到了瑞士...

听起来很不祥。 但是陈词滥调与事实相去甚远。 让我们尝试阐明第一台机电计算机是如何实际创建的以及它是什么样的。
当然，军队根本就离不开军队，他们提供了一些帮助，但总的来说，发展的可能性更大，这有悖于此，而不是感谢穿制服的人。

女孩是进步的动力

康拉德·恩斯特·奥托·祖塞（ Konrad Ernst Otto Zuse）尽管名字全名可靠，但他还是于1910年出生在柏林的一个邮政小官员的家中。 从小，男孩就被吸引去设计。 在学校读书期间，他组装了一个硬币兑换机的工作模型，并热情地从事城市研究-他为3700万居民创建了一个城市项目。 甚至在那时，人们就开始对企业充满热情，并产生了大量的热情。 毫不奇怪，他年轻时就进入柏林工业大学获得土木工程学位。 学习过程并不像童年时那样有趣。 特别是“得到” sopromat。 不得不花一些时间仔细研究单调且极其乏味的计算，而同龄人则花时间与迷人的女孩在一起...


那时，他还在初级课程中，有了自动计算的想法。 最初，他梦想着创建一个完美的计算器，但是在去年，他想要更多。

1935年，康拉德大学毕业后，设法成为汉高航空工厂的工程师。 在那些年代似乎比航空更有趣？ 但是在实践中，无聊的计算不得不花更多的时间，而在他的空闲时间里，一个年轻人开始思考可以促进这一过程的设备的详细计划。

数字表示

考虑到最简单的计算实现方法，康拉德提出了对二进制数字进行运算的想法。 当时，有合适且价格合理的组件提供了两个稳定状态-电话中继。 他决定以它们为基础，并在他们的帮助下思考实现最简单算术运算的方法。

接下来，有必要确定如何输入，表示和存储数字。 简而言之，组织“内存”并对其进行访问。 当时存在的大多数机械计算器都使用具有10个位置的齿轮系统提供数据输入。


从打孔卡读取更高级的编码数字，最多可以有20个计数器。 通过添加打孔卡输入新号码。

为了扩大计算范围，康拉德决定对二进制表示的浮点数进行运算。 他决定创建由22个二进制位组成的存储寄存器。 在每一个中，为尾数保留14位，为度保留7位，为符号保留1位。

但是，另一个问题出现了。 是的，计算器使用二进制数字比使用小数要容易得多，但是一个人很难理解它们，尤其是在浮点表示中。

为了简化操作员的工作，决定以十进制格式输入源数据的数字，然后自动将其转换为二进制并将其加载到内存中。 结果，执行相反的过程。

记忆系统

解决物理实现内存的问题并不容易。 电子继电器占用太多空间并消耗大量能量。 此外，其中最便宜的价格超过两个品牌，这是非常敏感的打击。 在长期寻找合适的解决方案之后，康拉德提出了一个原始的替代方案-一种基于金属销的机械装置。 一个小别针可以位于笔尖的左侧或右侧，表示零或一。 数字的安装和提取是使用平板进行的。 可以将单独的内存模块组装成一个矩阵。


“记忆”设备的一部分-轰炸后第一个模型的所有剩余部分

康拉德（Conrad）称其为“机械继电器存储器”，并于1936年获得了两项专利。 根据他们的说法，这种存储器可以扩展为存储数千个单词。 另一种实施方式将需要40,000个继电器。 这种存储器原则上可以存储任何类型的数据，因此，在发明申请中，他称其为“组合的”

中央处理器

设备计算部分的设计是最困难的。 康拉德（Conrad）长期尝试了各种实现。 在原型中甚至有具有四个稳定状态的设备，但最终它们设法将所有内容简化为二进制逻辑。 花了一些时间来决定构建计算机的基础。 使用电话继电器或原始机械设备。 据他估计，建造一台计算机至少需要一千个继电器。 在估算了它们的成本，尺寸和能耗后，Konrad倾向于使用机械版本，这在他看来似乎更容易实现。

如果您很聪明，为什么不使用灯呢？

单独组装如此复杂的机械设备非常困难，因此Konrad决定吸引他的密友Helmut Schreyer加入Helmul Schreyer项目。 他毕业于大学，获得无线电工程学位，并帮助该部门开发了电磁继电器。 他的技能派上用场了！


年轻的工程师。 左边是康拉德，右边是赫尔穆特

Helmut真的很喜欢这个主意，但是他问：“为什么不使用电子灯作为开关元件，它提供的开关速度比继电器快几万倍？” 最初，康拉德（Conrad）认为这是个玩笑，但在听取了同志的论证之后，他脑子很小，发现这个想法很有趣。 电子管触发器是存储器的基础，最早于1918年发明，但仍必须在1936年找到用于计算算术运算的电路解决方案。

与他们分享想法的熟人分为两个阵营-一个想法似乎很巧妙，其他想法则宣布完全拒绝。 不好的是，第二个人主要是有电子管经验的专家。 他们的主要论点是灯的可靠性低。 他们认为，由2000多个灯组成的设备将不断发生故障。 在此阶段，其他无法解决的问题是高成本和合适灯的稀缺性。 无论从技术上讲，这种解决方案无法实现的可能性多么惊人，朋友们自己都无法实现，但是他们不想完全放弃它。 因此，他们同意将开始构建机械版本，并且Helmut将同时为执行基本数学运算的节点寻找电路解决方案。 将来，有了机械继电器上工作装置的原型，用灯代替执行器就不会困难了。

到最后一点！

设想的设备必须满足的基本原则：

• 计算操作在二进制系统中进行；
• 机器以浮点数运行；
• 内存和计算器按不同的块分配；
• 软件控制计算

今天，它们似乎很明显，但在80年前却不是。 几年后出现的大多数第一批机电计算机都使用带有固定点的十进制数进行操作，即使它们的位容量很大，也大大限制了计算范围。

在担任工程师一年后，康拉德（Conrad）于1936年转为兼职，并将他所有的业余时间都用于创建可编程机器。 父母住所的改建车间变成了一家组装车间。


Helmut在装配过程中为他提供了宝贵的帮助。 最初，朋友计划在短短六周内组装机械计算机的实验模型，但实际上， 由于几乎在任何启动中都发生，因此需要更多时间。

狡猾发明的目标

经过两年的艰苦努力，机器终于开始显示出生命迹象。 今天，令人难以置信的是，有两个年轻人在闲暇时以微薄的手段从主要职业中搜集了这个怪物。 在这里，人们不禁会想起俄罗斯的一句谚语：“对发明的需求非常狡猾。”

该机器位于推在一起的四个桌子上，几乎不支撑它的重量-超过500公斤！ 它由近20,000个元素组成。
与在此期间开发的类似机电计算机不同，Z1对二进制数执行计算。 此外，数字以浮点数输入十进制系统，并且已经在机器内部使用机械解码器将其转换为22位二进制数。 数据输入是使用键盘进行的，键盘的作用是由经过创造性修改的打字机扮演的。 转换后，将输入值记录在机械内部存储器中。 机器内存为64个字。 机器的心脏是一个“时钟发生器”，它由吸尘器借来的容量约为1 kW的电动机驱动。 发电机的工作频率为1 Hz，并且通过巧妙的机制使速度稳定。


机器的工作方式如下：首先，将数据解密并加载到内存中。 然后程序开始运行。 它是从打孔纸带上读取的，正在读取时正在执行。 使用这种方法，程序应该完全是线性的，没有分支。 总之，计算值转换为十进制并显示在灯显示屏上。

在ASTAPP habrowser的紧急要求下，他认为， 他亲自为重建的计算机拍摄了照片，我也转告了他的观点。 他声称Z1中的数据输出是按钮式的，程序的源头不是纸穿孔带，而是35毫米胶片，就像后来的Z3型号一样。 他可能是对的，我所基于的消息来源可能会使用灯泡面板的按钮。 您可以在下面的评论中看到他的照片。

胜利，但这不是药吗？

在绝对“不卫生”的条件下组装的机器可以工作，但是要说它没有以计算的稳定性来区分就没什么可说的。

康拉德（Conrad）最初将其计划为展示机会的典范，但即使如此，她也不太适合。 通过尝试“筹集”第一笔投资，他对此深信不疑。 即使连续两次，也无法每次都成功进行计算。 再次失败后，我常常不得不处理重新配置。 对于“处理器”而言，情况尤其糟糕，因为在家中制造机械元件所需的精度是不现实的。 要吸引这样的投资者模型非常困难，但是康拉德没有放弃希望。

经过长时间的搜索，他设法吸引了退休的机械计算器生产所有者-Kurt Pannke，他使他摆脱了无聊。 Kurt完全有信心计算机已经达到了完美的极限，并且在不久的将来不可能在计算自动化领域提出新的东西。 但是，他同意参观研讨会并看一下Z1。 然后，康拉德终于笑了运气。 在Panke博士访问期间，该机器成功地连续执行了多次计算，而没有任何故障。 医生对她的工作印象深刻，以至于他同意提供七千德国马克来改善设备。



不久，康拉德（Konrad）再次微笑开运-朋友们帮助他们退役了电话设备，并从中提取了大约800个二手继电器。 至少乍一看 ，它们中的一半以上似乎很正常 。

Z2-后退两步，前进一步

为了向更认真的潜在投资者展示，有必要大大提高计算的可靠性。 康拉德决定用一块石头杀死两只鸟-使用中继计算器创建简化但稳定的工作模型。 朋友们帮助他开发了基于继电器的基本计算单元电路，他开始重新工作。

我必须完全拆除计算器和一半的内存，将其减少到16个单词。 存储器和解码器仍然是机械的，但是它们的设计大大简化了。 他们工作中的失败开始很少发生。 还决定暂时放弃浮点计算。 在新模型中，计算器以16位数字和固定点进行操作。 为了提高可靠性，对程序阅读器进行了改进-康拉德使用35毫米胶片代替了纸张。 真空吸尘器的发动机动力足以使这台简化的机器比第一个选择的机器快三倍运行-时钟频率增加到三赫兹。 Z2能够执行8条不同的指令。

Z3。 战争是进步的动力吗？

Z2于1939年获得。 受启发的康拉德（Conrad）开始创建第三个模型，该模型已经被认为是用于实际计算的工具。 然而，生活开始对他的计划做出重大调整。 德国正准备进行大规模战争，它需要工程师来开发飞机，当时最高军事官员并未考虑过计算机。 康拉德将便服换成军装，但至少他没有被派到前线。 他仍然将所有的空闲时间都用于创建第三种模式，但是尽管有朋友积极帮助他，但将发展与军事服务相结合却变得越来越困难。 从商业天使那里得到的钱已经用完了，寻找必要设备的难度变得越来越大-为战争做准备正在消耗太多资源，甚至拥有购买必要零件的手段也变得越来越困难。 在这种情况下，别无选择，只能寻求军队的支持。

1940年，康拉德（Conrad）在航空动力学研究所寻求演示其Z2模型的方法。 您不能说他在那里引起了轰动，但他的计算器真的很喜欢创建制导炸弹的项目经理Teichmann教授。 这位教授试图将Konrad与他的项目联系起来，以使空气动力学研究领域的计算自动化。 同时，康拉德获得了在Z3计算机上完成工作所需的资金和组织支持。 同年，他组织了Zuse Apparatebau公司生产可编程机器。

除金钱外，康拉德还获得了办公场所和助手，这大大促进了机器的制造过程，并且Z3于1941年春季投入运营。它的架构与Z1模型非常相似，但是速度要快五倍，最重要的是它运行可靠，因此可以用于实际计算，尤其是计算后掠翼的形状。


在操作

Z3 上花费的周期数由2400个继电器组成。其中有600个工作在计算模块中，其余的起了存储64个单词的作用。引入了防止溢出的结果，计算结果输出到穿孔带

Z3上，这是第一个完全组装在电磁继电器上的计算设备。但是，有关第一个计算机标题持有人的争议 . , Z3 , . 1944 MARK — I , . , , , .

Z4

在完成Z3的工作后，康拉德（Conrad）在1941年就领导了一个秘密项目，以开发下一代计算机-Z4。

同时，Zuse从事专用计算机的开发，并于1942年投入使用S1型。她的追随者S2（后来工作）也许是世界上第一台工业计算机。他自动从几十个传感器收集数据，并对它们执行复杂的计算。用于建立空气动力学模型。


自1943年以来，柏林开始受到盟军的轰炸。由于必须不断地从一个地方到另一个地方运输设备，这一事实开始使开发变得复杂。技术专家和助手被征召入伍，并被送到前线。由于下一次空袭，Z3以及当时Z2和Z1剩下的所有东西都被摧毁了。最终，在战争结束前的几个月，康拉德与两名助手被安置在最可靠的地方-一座废弃地雷中的一个掩体，德国正在开发一项绝密的导弹计划。

在那儿工作的条件很糟糕，但更使他为战俘待遇而震惊，他们扮演着非熟练工人的角色。
在战争的最后几天，康拉德（Conrad）和怀孕的妻子趁着混乱，乘着马车从柏林逃离。 Z4模型未完成碎片的盒子藏在一堆物品下。


因此，他发现自己在巴伐利亚州的一个小村庄Hinterstein中，而他未完成的后代则位于谷仓远处的一个木桩后面。这是非常困难的时期。最初，康拉德（Conrad）通过制作木制纪念版画并将其出售给美国士兵来赚取面包。

一句话。最初，康拉德的计算设备称为V1，V2，V3，V4。V来自Versuchsmodell-实验模型。但是正是这些名字使他在他工作过的矿井中开发了导弹模型。战争结束后，他立即从姓氏的第一个字母开始改名。道德和道德方面的考虑以及商业策略都在其中发挥了作用。康拉德不希望他的后代再次回忆起战争。

Z4像凤凰从灰烬中升起

逐渐地，生活开始改善，但是德国被禁止从事自己的任何发展几年。幸运的是，我们设法与设法移居国外的朋友恢复了联系。

1946年，Zuse设法从瑞士高等技术学校和IBM吸引了风险投资。他设法搬到瑞士，在祖普斯-因格涅尔布洛·霍普弗劳（ Huseferau）的霍普弗劳组织了商业计算机公司Zuse Engineering ，并继续从事Z4的开发。

到那时，Z4不再是最先进的设备。出现了第一台美国电子管计算机，其运行速度更快。 Z4仅比其前身快一个数量级，并且在结构上与Z4非常相似。但是，由于性能下降，Z4拥有很大的优势-它更简单，更可靠，并且成为欧洲大陆上唯一的电子计算机，适合在那个困难时期进行复制和商业使用。

1948年，康拉德向爱德华·史蒂夫（Eduard Stiefel）教授展示了他的汽车ETH-Zürich公司的工程师对机器进行了检查，发现该机器非常适合科学计算。易于编程，良好的计算准确性以及对异常的正确处理使这些插件感到震惊。 Z4使用32位数字的单词进行操作，而不是像他的前任那样使用24位数字。

康拉德（Conrad）获得100,000德国马克，以将计算机改进为适合ETH的商业版本。这是一个很大的数目，而在德国，平均工资是160马克。

改进后的Z4模型的创建花费了60,000德国马克，其余的钱都投入了自己的业务发展。受到成功的鼓舞，康拉德创立了自己的公司Zuse KG并开始开发Z4的改进版本。根据EHT的要求，增加了条件转换的可能性，在梅赛德斯打字机或打孔的磁带上打印结果的说明，在打孔的磁带上记录结果的指示以及其他改进。改进的模型于1950年发布，能够组织循环和分支。仍然可以从打孔的磁带中读取程序，并立即逐步执行该程序，但是增加了跳过下一条指令和转换到另一个打孔的磁带读取器的能力，这些功能已安装在机器上。如果读取器上的磁带已循环，这使您可以开始条件跳转，甚至执行例程。计算机时钟速度已提高到40 Hz。与第一个模型一样，该存储器是在先前由Conrad申请专利的“机械继电器”上收集的。这样可以将继电器的数量减少到2500个，从而减少机器的成本和能耗，总计为4 kW。

康拉德（Conrad）创建了一个成功的企业，售出了数十台Z4系列计算机并投入使用。他们是如此可靠，以至于他们整夜无人看管。公司正在动态发展，出现了有时甚至是革命性的新模型，这些模型为计算机技术的发展做出了巨大贡献。但这是一个完全不同的故事。

创造历史

德国人珍视他们的故事。除清晰演示的模型Z2以外，所有这三个选项均经过精心修复，这主要是私人资金的典型选择，现已在德国博物馆展出。




在苏联，计算机开发领域取得了不少成就。我们开始以明显的滞后发展这个行业，但是很快就赶上了“西方合作伙伴”，并在某个时候有了突破性的发展，并且简单地建立了具有有趣解决方案和创建历史的模型。但是，我所知的专门用于旧计算机技术的大量实体的唯一收藏是莫斯科的理工博物馆。在我看来，一个国家为“精神纽带”投入如此大的空间实际上对其科学和技术成就的历史无动于衷，这似乎是不公平的。苏联没有过统一战争！
今天，在我们国家，有许多亿万富翁，包括“不使用，而是在发展互联网”，但是那些费心费力并花钱在圣彼得堡组装了微型计算机的发烧友们找不到合适的展览场地，我们能说些什么？副本碎了！我们的王国出了点问题。


在阅读完本文后，请参加调查，其结果对我来说非常有趣。 主题是极权国家不仅能够在一定的科学技术方向上取得突破，而且能够稳定地保持其最高地位。

如果时间允许，下一篇文章还是关于八十年代末和九十年代末的计算机初创公司的文章，但都是基于个人经验的。

该系列的下一篇文章： 技术初创企业回顾。 就像在90年代及之前