Niemieckie tajemnice

e-suplement
Jeśli wypadkiem będziecie kiedyś w niewielkim ? lecz bajecznie pięknym ? niemieckim miasteczku Hünfeld w powiecie Fulda w Hesji, nie zapomnijcie, że znajduje się tu hotel unikatowy w skali światowej. Na pierwszy rzut oka nie ma w nim nic nadzwyczajnego: ot, zwykły czterogwiazdkowy (więc dość luksusowy) hotel z bardzo przyzwoitą obsługą i świetnym wyposażeniem?

Tysiące takich; czemu zatem - unikat?

[caption id="attachment_2590" align="alignleft" width="150"]Rysunek : ratusz w Hünfeld Rysunek : ratusz w Hünfeld[/caption]

Tajemnica tkwi w nazwie. O ile wiem, jest to jedyny na świecie hotel, korzystający z nazwiska wielkiego informatyka; nosi mianowicie nazwę: Best Western Premier Konrad Zuse Hotel. Nawiasem mówiąc, samo Hünfeld też ma w oficjalnej nazwie dopisek Konrad Zuse Stadt, miasto Konrada Zusego.

Kim był ów Konrad Zuse? Już wiemy, że informatykiem ? choć zawód ten nazwano tak dopiero u schyłku życia uczonego. Ale dlaczego Hünfeld się nim tak chwali? Przyczyna formalna jest banalna: tu właśnie Konrad Zuse umarł w roku 1995, w wieku 85 lat. Tu ? w spokoju i otoczony szacunkiem sąsiadów ? spędził ostatnie lata swego życia. A przyczyną faktyczną jest to, że był to jeden z najwybitniejszych konstruktorów komputerów w całej ich historii. Jest stosunkowo mało znany (szerokiej publiczności, bowiem specjaliści wiedzą doskonale o kim mówimy?), ponieważ za jego pracą nie stał żaden mechanizm marketingowy ani reklamowy. Mało tego, jego twórczość konstruktorska była w dużej mierze albo lekceważona, albo ? z uwagi na oczywiste zastosowania wojenne ? ściśle tajna, a okres najbardziej ożywionej i wydajnej działalności uczonego przypadł właśnie na czas II Wojny Światowej.

Jeden z najwybitniejszych konstruktorów komputerów?

Mało powiedziane. Konrad Zuse po prostu skonstruował pierwszy w dziejach działający prawdziwy komputer. Wyprzedził nawet brytyjskie Colossusy, o których pisałem przed miesiącem. Nie mówiąc już o nieco przereklamowanym amerykańskim ENIAC-u. Przyszły inżynier? budowlany Konrad Zuse przyszedł na świat 22 czerwca 1910 w Berlinie-Wilmersdorfie. Dzieciństwo spędził w ówczesnych Prusach Wschodnich, czyli w dzisiejszej Polsce, oraz na Śląsku; te wędrówki wynikały stąd, że jego ojciec jako pruski urzędnik pocztowy nie wybierał sobie sam miejsca zamieszkania. W roku 1927 państwo Zuse osiedli jednakże na dłużej w Berlinie, zaś młody Konrad wstąpił na politechnikę w Charlottenburgu. Studiował ? powiedzmy oględnie ? specjalnie się nie spiesząc: osiem lat.

Ze studiów wyniósł? serdeczny wstręt do obliczeń budowlanych i przemysłowych, które wymagały niezłego machania suwakiem logarytmicznym i dużej dbałości o gospodarowanie wynikami obliczeń częściowych. Bez systematyczności i właściwej organizacji procesu obliczeniowego łatwo się było pogubić, a konsekwencje czegoś takiego mogły być mocno niemiłe. Zuse narysował sobie zatem specjalne schematy, pokazujące co i jak obliczać i gdzie zapisywać wyniki; nie miał, oczywiście, zielonego pojęcia, że w kilkanaście lat później te rysunki będą nazywane flow-diagramami i że w gruncie rzeczy wynalazł w tym momencie podstawy graficznego zapisu programów komputerowych?

Zauważył jednak, że przy zastosowaniu tej metodyki obliczenia przemysłowe może wykonać praktycznie każdy, nawet nauczony stukać w klawisze arytmometru analfabeta. Jeśli zaś tak ? to czemu nie powierzyć tej roboty? maszynie? Zuse zaprojektował taką maszynę. Składała się ona z czterech bloków funkcjonalnych: magazynu pamięci, przechowującej liczby (dane wejściowe lub wyniki pośrednie) i udostępniającej je innym podzespołom; selektora, który umiał dotrzeć do każdego miejsca owego magazynu, by pobrać stamtąd potrzebną liczbę; sterowania, które zarządzało kolejnością wykonywania operacji; wreszcie odpowiednika arytmometru, czyli urządzenia do bezpośredniego wykonywania obliczeń. Niemal to samo 80 lat wcześniej wymyślił ? ale odpowiedniej maszyny, mechanicznej oczywiście, nie uruchomił genialny Anglik, Charles Babbage (ale o tym młody budowlaniec nie miał oczywiście zielonego pojęcia); niemal takiego samego ogólnego schematu budowy komputera uczono w dwadzieścia kilka lat później niżej podpisanego na Uniwersytecie Warszawskim na pierwszym polskim proseminarium z programowania?

Pracując nad koncepcją swojej maszyny Zuse zauważył wielce przenikliwie (a pamiętajmy: nie miał on w gruncie rzeczy żadnego głębszego przygotowania matematycznego!), że mechanizacja obliczeń w systemie dziesiętnym będzie mocno niewygodna technicznie. Zdecydował się więc na wybór systemu dwójkowego; nieco kłopotliwego i nienaturalnego dla człowieka, ale bardzo sensownego ?z punktu widzenia? automatu. Nie zostało to dobrze przyjęte przez kilku ówczesnych ważnych konstruktorów maszyn liczących, do których Zuse zwracał się o pomoc. Jeden z nich, chcąc młodego inżyniera ostatecznie zniechęcić, napisał nawet w liście do niego, żeby dał sobie w tej dziedzinie spokój - ?niczego nowego nie da się już wymyśleć??

Niemiecki świat techniki i przemysłu?

? nie dostrzegł w projektach Zusego nic godnego uwagi. Może to i lepiej: na myśl o tym, że hitlerowcy mogli mieć do dyspozycji naprawdę potężną technikę obliczeniową ? skóra trochę cierpnie.

Zusemu pomogli jednak finansowo przyjaciele i rodzina. A on sam niektóre podzespoły wykonał po prostu ręcznie. Pod koniec roku 1937 maszyna ? z pamięcią jeszcze czysto mechaniczną i takim samym arytmometrem ? o nazwie ?Versuchmodell I? (model doświadczalny I) była praktycznie gotowa. Zuse jednak nie stanął w miejscu: niemal natychmiast wymienił jednostkę arytmetyczną na przekaźnikową i tak powstał ?Versuchmodell II?. Ale tymczasem wybuchła wojna i Zuse został zmobilizowany? jako zwykły żołnierz. Dopiero pod koniec 1939 roku wyreklamowano go z wojska ? i Alfred Teichmann, jeden z dyrektorów Niemieckiego Instytutu Badań Aeronautycznych, po domowym pokazie maszyny w domu rodziców Zusego zapewnił młodemu konstruktorowi jakieś (śmieszne zresztą) fundusze na dalsze prace. Kolejny model maszyny, ?V-3? Zuse wykonał także prywatnie, we własnym mieszkaniu. Ukończono go 5 grudnia 1941 roku i? aż do 6 kwietnia 1945 stał w piwnicy. Tego dnia dom Zusego został zbombardowany, a maszyna zniszczona doszczętnie. Nie zachował się żaden element. Odtworzono ją dopiero w roku 1963; replika znajduje się obecnie w Deutsches Museum w Monachium.

Oryginalna V-3 zawierała ok. 2600 przekaźników. Kosztowała około 7000 ówczesnych dolarów; była więc i tańsza i lepsza od budowanych już wtedy w USA kalkulatorów elektronicznych, włącznie z ENIAC-iem. Do obliczeń używała 22-cyfrowych liczb binarnych zapisywanych w postaci zmiennoprzecinkowej; Konrad Zuse był pierwszym konstruktorem w dziejach, który użył tego zapisu (nie wnikając w szczegóły: liczbę 12,345 zapiszemy w tym systemie jako 122345 +2). Program wprowadzano przy użyciu perforowanych taśm? filmowych (35-mm), specjalny symbol sygnalizował w nim koniec pracy, po czym uruchamiano ? także działający automatycznie ? konwerter, przeliczający uzyskane wyniki z postaci dwójkowej na dziesiętną.

[caption id="attachment_2592" align="alignleft" width="150"]Replika V-3 Zusego (Deutches Museum, Monachium). Replika V-3 Zusego (Deutches Museum, Monachium).[/caption]

Pracując ? na wpół prywatnie ? nad swoimi maszynami Zuse dostał też zamówienie na wyspecjalizowany nieprogramowany kalkulator, który miał być używany przy projektowaniu latających bomb Henschel 293 (właśnie w zakładach Henschel Zuse pracował na etacie). Z zadania się wywiązał; tak powstała maszyna S1, zastępująca 35 rachmistrzów. Zniszczył ją w 1944 nalot aliancki, podobnie jak jej następczynię S2.

Zuse nadal udoskonalał swoja konstrukcję podstawową. W końcu powstał model V-4 ? maszyna, która mogła przechowywać w pamięci operacyjnej 1024 liczby o 32 cyfrach binarnych każda (to samo potem mieliśmy w pierwszym polskim komputerze XYZ w roku 1958?). Była zdolna do naprawdę dużych obliczeń.

V-4 zainstalowano i uruchomiono w słynnym ośrodku uniwersyteckim w Getyndze: Berlin był już zbyt niebezpiecznym miejscem. Jednak wojska aliantów posuwały się tak szybko, że maszynę znowu trzeba było rozmontować; zamierzano ukryć ją w podziemiach w górach Harzu. Zapewne nie udałoby się to, bowiem nazistowskie Niemcy były już wówczas w stanie klęskowego chaosu ? gdyby nie? nazwa. V-4 skojarzyło się niedobitkom hitlerowskich urzędników z szeroko znaną nazwą? pocisków rakietowych. Transport V-4 uzyskał absolutny priorytet, maszyna dotarła do maleńkiej wioski Hopferau w pobliżu granicy z Austrią. Tu wykryli ją Amerykanie; jednak nawiązane wtedy rozmowy z Zusem nic nie dały ? ani im, ani konstruktorowi. Zabawne, że wysoce prawdopodobną przyczyną niepowodzenia rokowań była? wzajemna nieznajomość języków. Zuse nie mówił po angielsku, przedstawiciel armii USA R. C. Lyndon ? po niemiecku?

[caption id="attachment_2589" align="alignleft" width="150"]Konrad Zuse przed swoją maszyną. Konrad Zuse przed swoją maszyną.[/caption]

Maszyną zainteresowali się za to Szwajcarzy. Matematyk Edouard Stiefel spotkał się z Zusem; bariera językowa nie istniała, że zaś V-3 zaprogramowana przez Niemca potrafiła błyskawicznie rozwiązać sformułowane przez Stiefela skomplikowane równanie różniczkowe ? umowy szybko dobito. Maszyna pojechała (odnotowano skrupulatnie, że za cenę 30000 franków, płatnych z góry) do Zurychu, gdzie w latach 1950-54 pracowała z powodzeniem na tamtejszej słynnej politechnice. Potem przeniesiono ją do Francusko-Niemieckiego Instytutu badawczego w Bazylei, gdzie była używana aż do roku 1959. Przy podpisywaniu umowy zmieniono jednak jej nazwę: od tego momentu nazywała się Zuse Z-4; jednocześnie wszelkie poprzednie modele zastąpiły w nazwie literę V literą Z.

[caption id="attachment_2591" align="alignleft" width="97"]Zuse przy zrekonstruowanym Z1 Zuse przy zrekonstruowanym Z1[/caption]

Zuse nie spoczął na laurach. Jak podaje Wikipedia, kolejna jego maszyna, Z5, posłużyła do obliczeń w dziedzinie optyki dla firmy Leitz. Konstruktor założył też własną firmę, Zuse KG, gdzie skonstruowano i wyprodukowano kilka modeli komputerów, w tym przekaźnikowy Z11, lampowy Z22, tranzystorowy Z23. Zuse KG stała się częścią koncernu Siemens AG w roku 1969. Już po przejściu na emeryturę Konrad Zuse zdecydował się odbudować komputer Z1. Uczynił to w swojej pracowni w Hünfeld w latach 1987-1988. Odtworzenie było bardzo kosztowne. Całkowity koszt odbudowy komputera Z1 wyniósł około 800.000 DM. Przedsiębiorstwo Siemens AG koordynowało konsorcjum pięciu kompanii i pokryło większą część tych kosztów.

Konrad Zuse otrzymał wiele nagród i wyróżnień, m.in. osiem doktoratów h. c., dwa tytuły honorowego profesora (od uniwersytetów w Getyndze i Szczecinie). Otrzymał też Werner von Siemens-Ring (1964); Harry Goode Medal od American Federation of Information Processing Societies, (1965); German Diesel Medal (1969); Austrian Exner Medal (1969). Ciekawostka: Zuse był także wysoce utalentowanym malarzem (na załączonej fotografii wiszą w tle jego obrazy). I druga ciekawostka: nie cierpiał komputerów domowych. Nigdy życiu podobno nie dotknął klawiatury peceta? Sprezentowanej mu przez firmę Simens maszyny używała jego córka wyłącznie do pisania.

 

Przeczytaj także
Magazyn