Povestea primei mașini de calcul, programabilă, automată

Apărut la începutul celui de‑al Doilea Război Mondial, Z3 – primul calculator eletromecanic programabil nu a fost folosit deloc în conflagrație, nefiind considerat important și neprimind finanțare. Totuși, cine a fost geniul care a făcut posibil acest salt științific?

Cântărea o tonă și este considerat, în istoria informaticii, prima mașină de calcul programabilă și complet automată. Konrad Zuse (1910‑1995), inventatorul mașinăriei, a studiat ingineria și arhitectura, inclusiv ingineria construcțiilor. Ideea construirii unui aparat de calcul complet automat i‑a venit pe când lucra ca inginer proiectant la fabrica de avioane Henschel din Berlin‑Schönefeld, unde munca sa consta în efectuarea manuală a unui volum mare de calcule de rutină.

Primul calculator pe care l‑a făcut, Z1, a fost conceput în apartamentul părinților săi și a fost terminat în anul 1938. Aparatul conținea circa 30.000 de piese metalice, însă nu a funcționat niciodată corect, din cauza insuficientei precizii a componentelor mecanice. Z1 era în întregime mecanic și funcționa în reprize de cel mult câteva minute.

Acest strămoș al lui Z3 a fost distrus la începutul războiului. A urmat construirea calculatorului Z2, care funcționa cu ajutorul releelor telefonice, fiind o versiune mai bună a lui Z1.Realizarea acestuia a fost finanțată de dr. Kurt Pennke, care se ocupa cu fabricarea de mici mașini de calcul. Z2 a fost terminat în anul 1939 și prezentat în fața publicului la Deutsche Versuchsanstalt für Luftfahrt („Laboratorul German pentru Aviație”) în anul 1940, în Berlin‑Adlershof. Prezentarea a constituit unul dintre puținele momente când Z2 chiar a funcționat și astfel cei de la DVL au decis să finanțeze parțial următorul proiect.

Modelul Z3 a rămas în istorie drept prima mașină de calcul programabilă și complet automată, revoluționând complet domeniul, iar faptul că proiectul nu a fost deloc susținut de regimul nazist, care l‑a considerat inutil, este oarecum de mirare.

După standardele moderne Z3 era unul dintre primele aparate ce pot fi considerate o mașină de calcul completă, deși îi lipsea operațiunea de ramificație condițională. Acest strămoș al calculatoarelor a fost construit cu 2.000 de relee, implementând cuvinte de date pe 22 de biți, și funcționa la o frecvență a ceasului de circa 5–10 Hz. Codul programelor și datele erau stocate pe film de celuloid perforat.

Construirea lui Z3 a avut loc la Berlin și a fost pus în funcțiune în anul 1941 la Institutul German pentru Cercetări în Domeniul Aviatic, find utilizat pentru efectuarea de analize statistice asupra vibrațiilor aripilor.

Din păcate, bombardamentele aliaților au distrus, în anul 1943, această bijuterie a tehnicii, însă o replică funcțională a fost construită de compania lui Zuse mult mai târziu, în anul 1960, model ce este expus permanent la Deutsches Museum.

De la Z3 la „monștrii de calcul” ai zilelor noastre

Supercalculatorul zilelor noastre este produs de compania americană IBM și poartă numele Roadrunner, fiind construit la Alamos National Laboratory din New Mexico, SUA. Este al doilea computer din lume ca rapiditate, atingând 1,026 petaflops, la data de 25 mai 2008. Costul acestuia s‑a ridicat la 133 milioane de dolari. Puterea consumată de acest calculator uriaș este de 2.35 MW și ocupă un spațiu de 600 metri pătrați.

Los Alamos National Laboratory plănuiește să îl folosească pentru a simula modificările fizico‑chimice ce apar în materialele nucleare, de‑a lungul timpului. Roadrunner diferă de alte sisteme prin faptul că designul său este unul hibrid, alcătuit dintr‑o arhitectură cu mai multe tipuri de procesoare, iar complexitatea lui face necesară o programare specială pentru a obține capacitatea optimă de funcționare a mașinii.