Lo Z3 era un computer in relè elettromeccanici progettato dall'ingegnere tedesco Konrad Zuse . Questo computer è stata la prima macchina programmabile completamente automatica, che lo renderebbe il primo computer al mondo . Consisteva di 2.000 relè elettromeccanici , funzionavano a una frequenza di clock da 5 a 10 Hz e utilizzava parole a 22 bit . Il codice e i dati sono stati memorizzati su nastri perforati in celluloide .
Lo Z3 fu completato a Berlino nel 1941. L'Istituto tedesco di ricerca aeronautica lo utilizzò per eseguire analisi statistiche sulle vibrazioni alari. Fu distrutta dai bombardamenti aerei nel 1943. Una replica completamente operativa fu costruita negli anni '60 dalla società di Zuse, Zuse KG, e rimane in mostra al Deutsches Museum di Monaco.
Zuse ha chiesto al governo tedesco di fornirgli tubi elettronici, ma la sua richiesta è stata respinta perché considerata "non essenziale allo sforzo bellico".
Zuse progettò la Z1 tra il 1935 e il 1936 e la costruì tra il 1936 e il 1938. La Z1 era completamente meccanica e poteva funzionare solo per pochi minuti. Helmut Schreyer (in) ha consigliato a Zuse di utilizzare una tecnologia diversa. Come studente di dottorato presso l' Università Tecnica di Berlino nel 1937, ha lavorato all'implementazione di operazioni booleane in dispositivi a tubi a vuoto. Nel 1938, Schreyer dimostrò un circuito costruito con questi tubi a un piccolo pubblico e presentò la sua visione di un calcolatore elettronico. Tuttavia, il più grande sistema elettronico operativo conteneva troppi pochi tubi rendendo questa idea impraticabile.
Zuse ha quindi deciso di creare una nuova macchina con relè. La realizzazione della Z2 è stata sostenuta finanziariamente da Kurt Pannke, che ha prodotto piccoli computer. Lo Z2 fu completato nel 1939 e presentato al Deutsche Versuchsanstalt für Luftfahrt ("German Aviation Laboratory") nel 1940 al Berlin-Adlershof. Zuse è stato fortunato perché è stata una delle poche volte in cui la Z2 ha funzionato e ha convinto il DVL a finanziare la sua prossima macchina.
Per migliorare la Z2, costruì la Z3 nel 1941, un progetto top secret del governo tedesco. Jenissen, membro del Reichsluftfahrtministerium (Ministero dell'Aria) si è comportato come supervisore ufficiale del progetto.
La Z3 fu completata nel 1941 ed era più veloce e molto più affidabile della Z1 e Z2. Lo Z3 poteva supportare valori infiniti e il suo programma era memorizzato su una registrazione esterna, il che rendeva possibile cambiare programma senza dover modificare le connessioni. I numeri immessi in base decimale sono stati convertiti in binari a virgola mobile . Il12 maggio, è stato presentato a un pubblico di scienziati tra cui A. Teichmann e C. Schmieden del Deutsche Versuchsanstalt für Luftfahrt (Laboratorio tedesco per l'aviazione), a Berlino .
Zuse si è poi concentrato sullo Z4 che non poteva essere completato fino a dopo la guerra.
Lo Z3 utilizzava il sistema binario , inventato da Leibniz intorno al 1700. George Boole lo ha sfruttato per sviluppare l' algebra booleana . Nel 1937 , Claude Shannon del Massachusetts Institute of Technology presentò l'idea di applicare l'algebra booleana ai relè elettronici in un seminario sulla progettazione di circuiti digitali. Tuttavia, Zuse è stato il primo a mettere tutto insieme in una realizzazione pratica, il computer programmabile Z3.
Il primo disegno computer programmabile è stato quello della macchina analitica di Charles Babbage nel XIX ° secolo . Questo concetto non è mai stato realizzato prima, sicuramente perché era decimale e quindi molto più complicato della semplicità del design binario dello Z3. Tuttavia nel 1991 , dai progetti originali di Charles Babbage , fu realizzato il motore di sottrazione della sua macchina che era perfettamente funzionante. E se Ada Lovelace , l'amica di Babbage, è stata la prima programmatrice teorica di una macchina inesistente, Zuse è stata da parte sua la prima programmatrice di una macchina reale in pratica .
I 10 computer British Colossus furono i primi computer elettronici ad eccezione del non programmabile Atanasoff - Berry Computer . Hanno usato tubi a vuoto e rappresentazioni binarie di numeri. La programmazione è stata eseguita tramite cavi e relè. Il suo sviluppo è stato tenuto segreto per diversi decenni, il che ha reso errate le affermazioni sui "primati" del computer.
L' ENIAC è stato completato dopo la guerra. È stato il primo computer elettronico progettato specificamente come Turing-completo . Utilizzava i tubi a vuoto come interruttori, mentre lo Z3 utilizzava ancora relè elettromeccanici (salvataggio, perché i nazisti si erano rifiutati di fornire tubi a vuoto troppo preziosi per un uso molto semplice). D'altra parte utilizzava il sistema decimale e fino al 1948 per programmarlo era necessario cambiare molti collegamenti via cavo.
La Small-Scale Experimental Machine del 1948 e l' EDSAC del 1949 furono i primi computer con architettura von Neumann , cioè i programmi erano memorizzati nel computer stesso. Questo concetto prende il nome da John von Neumann sebbene quest'ultimo riproduca il lavoro di Alan Turing e l'idea fu avanzata da Konrad Zuse nel 1936 in un brevetto che fu respinto.
Nome | Nazione | Lanciare | Sistema numerico | Meccanico | Programmazione | Turing-completo |
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Zuse Z3 | Germania | Maggio 1941 | Virgola mobile binaria | Elettromeccanico | Programmazione basata su nastri perforati | sì |
Atanasoff - Berry Computer | stati Uniti | 1942 | Binario | Elettronico | Non programmabile | No |
Colossus Mark 1 | UK | Febbraio 1944 | Binario | Elettronico | Cablaggio e programmazione basata su interruttori | No |
Harvard Mark I - IBM ASCC | stati Uniti | Maggio 1944 | Decimale | Elettromeccanico | Programmazione basata su nastri perforati | No |
Colossus Mark 2 | UK | Giugno 1944 | Binario | Elettronico | Programmazione basata su cablaggio e interruttori | No |
Zuse Z4 | Germania | Marzo 1945 | Virgola mobile binaria | Elettromeccanico | Programmazione basata su nastri perforati | sì |
ENIAC | stati Uniti | Luglio 1946 | Decimale | Elettronico | Programmazione basata su cablaggio e interruttori | sì |
Macchina sperimentale su piccola scala (Baby) | UK | Giugno 1948 | Binario | Elettronico | Programma memorizzato in una provetta Williams | sì |
ENIAC modificato | stati Uniti | Settembre 1948 | Decimale | Elettronico | Programmazione basata su cablaggio e interruttori e un sistema ROM primitivo | sì |
EDSAC | UK | Maggio 1949 | Binario | Elettronico | Programma memorizzato nella memoria della linea di ritardo | sì |
Manchester Mark I | UK | Ottobre 1949 | Binario | Elettronico | Programma memorizzato in un tubo Williams e in un tamburo magnetico | sì |
CSIRAC | Australia | Novembre 1949 | Binario | Elettronico | Programma memorizzato nella memoria della linea di ritardo | sì |
Era possibile eseguire loop sullo Z3 ma non c'erano istruzioni condizionali. Tuttavia, lo Z3 era Turing-completo , il modo di impiantare una macchina di Turing sullo Z3 è stato dimostrato da Raúl Rojas (en) nel 1998. Rojas ha scritto che "si può quindi dire che da un punto di vista teorico, lo Z3 è equivalente ai computer attuali, tuttavia da un punto di vista pratico, il modo in cui è stato programmato lo distingue dai computer moderni. "
Da un punto di vista pragmatico, lo Z3 forniva un set di istruzioni per le applicazioni degli anni 40. Zuse era, inoltre, un ingegnere civile che costruiva computer per facilitare il suo lavoro nella sua professione principale.