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为了能不做数学题,他发明了计算机

2018-11-29 18:01 小雪


在计算机如此普及的当下,你是否曾经想过计算机从何而来?又出自谁之手?


1938年,世界上首次出现使用继电器的程序控制计算机Z1,真正意义上的第一台计算机诞生了,而Z1的设计师和创造者——康拉德·楚泽,也因此成为公认的数字计算机之父。



更令人惊讶的是,这位出生于上世纪1910年的计算机之父,从未受过有关“计算机”的任何科班教育。


从小就喜欢画画的楚泽,大学选择了土木工程建筑专业。求学期间,楚泽需要完成许多力学计算的功课,诸如桥梁、材料强度设计等等,必须自己动手根据公式算出结果,往往一整天都算不完一道强度核算题目。


有一天,在疲惫不堪完成老师布置的作业后,楚泽突然发现,写在教科书里的力学公式是固定不变的,他们要做的只是向这些公式中填充数据,这种单调的工作,应该可以由机器来完成。


这也成为计算机创造的灵感来源之一。


毕业后,他进入了柏林的一家飞机制造公司,从事一份应力分析员。他的工作内容是求解含有材料负载、强度和弹性等系数的线性方程,漫长而冗长的求解过程使得楚泽非常希望可以将数学方程的求解机械化。


1938年,他辞去工作,在家中建立了自己的“实验室”,开始独自一人探索计算机的发明和制作。


Z1的诞生


1933年-1945年的德国处于希特勒的法西斯主义极权统治之下,楚泽被迫处于一种隔绝的状态。


他无从得知美国科学家研制计算机的消息,没有机会在贝尔实验室那样的地方工作,也没有机会参与到哈佛大学和IBM那样的合作项目,甚至都没有听说巴贝奇和霍列瑞斯的名字。



巴贝奇由于提出了差分机与分析机的设计概念,被视为计算机先驱;后者被认为是现代机械数据处理之父。


在没有外界的技术指导和资金支持的情况下,楚泽在一个完全未知的领域开始了漫长的研发道路。


为了制造计算机,楚泽花光了仅有的几千马克,却还是无法买到合适的零件,于是楚泽叫上他的朋友一起亲手制造了这些零件。


他花了整整两年的时间摸索,最终于1938年成功设计制造出了Z1。该计算机最大的贡献是第一次采用了二进制。在薄钢板组装的存储器中,楚泽用一个在粗孔中移动的针,指明数字“0” 或“1”。


但是Z1虽然可以完成3×3矩阵运算过程,但始终未能投入实际使用。


楚泽认为计算机最重要的部分不一定是计算本身,而是过程和计算结果的传送和储存。



Z2的飞跃


在制造Z1的时候,楚泽的大学好友施莱尔曾强烈建议应该制造一台使用电子真空管取代机械开关的计算机,但遗憾的是,康德拉发现自己无法承受这样的制造成本。



1939年,康德拉对Z-1进行了改进使用从电话公司收购回来的二手机电继电器开关组装了第二台、电磁式计算机Z-2虽然速度不及真空管,但更为耐用和廉价。


较之Z1,Z2可以正常工作,可喜的是,Z2成功得到了来自德国飞机实验研究所的关注,并获取了一笔资助。



第一台可编程的计算机面世


有了相对充裕的资金后,1940年,康德拉开始研究第三台计算机Z3。



1941年Z3 计算机出炉。


Z3使用了2600个继电器,用穿孔纸带输入,实现了二进制程序控制,每秒可以进行3~4次加法运算,而且可以在5秒钟之内完成一次乘法运算。


程序控制念想虽然过去也有人提倡,但楚泽是把它付诸实施的第一人。Z3也成为世界上第一台可编程计算机



Z3在正常运行3年后,1943年,盟军对柏林实施空袭,楚译的计算机和设计手稿都在这场空袭当中被炸毁了。



死里逃生的Z4


1945年,也就是德国被极权统治的最后一年。


德国陆军拒绝为楚泽提供支持,因为他们认为制造兵器的意义远远大于制造计算机。


这一年,Z4诞生,它是比Z3更先进的电磁式计算机,存储器单元也从64位扩展到1024位,继电器几乎沾满了整个房间。



为了使机器的效率更高,楚泽甚至设计了一种编程语言Plankalkuel ,这一成果使楚泽也跻身于计算机语言先驱者行列。


因害怕再次被炸,楚泽把Z4搬来搬去,四处转移,最后带着它飞往德国南部,搬到了阿尔卑斯山区欣特斯泰因小镇。



时代中的康德拉·楚泽


时代或许成就了康德拉·楚泽让他成为数字计算机之父,但是却也充满遗憾。如果楚泽不是生活在法西斯统治下的德国,他可能早就把Z型计算机系列升级为电子计算机,世界计算机的历史将会改写。



时势造英雄,还是英雄造时势?一直是人们乐于谈论的话题。计算机领域亦是如此。


当楚泽在战后听说美国宾夕法尼亚大学早已研制出电子管计算机的消息,不禁感叹地说:“我所能做的,仅仅是摇摇头而已。”


直到1962年,他才被确认为计算机发明人之一,并被称为“计算机之父”。


战后,楚泽一直与夫人居住在富尔达附近的一幢简朴住宅里,于1995年12月19日以85岁高龄逝世。值得欣慰的是,全世界都已经承认他是“数字计算机之父”。


2010年,是康德拉·楚泽诞辰100周年,他的儿子霍斯特·楚泽完全按照楚泽当年的设计方案重新制造了一台Z3电脑,并正式落户于许恩费尔德市的康拉德·楚泽博物馆。



参考来源:

  • chinavalue

  • baike.baidu.



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