Z3: il primo calcolatore totalmente programmabile

Lo Z3

Lo Z3 è il primo calcolatore totalmente programmabile e totalmente automatico, quindi viene spesso indicato come il primo computer della storia. Il suo creatore è Konrad Zuse.

"Konrad Zuse, un brillante ingegnere e pioniere del computer, è nato a Berlino, in Germania nel 1910. Ha conseguito la laurea in ingegneria edile dalla Technische Hochschule di Berlino Charlottenburg nel 1935.

Dr. Zuse Z3 COMPUTER, progettato e costruito dal 1938 al 1941 è stato il primo automatico, controllo a programma, perfettamente funzionante, computer general purpose digitale."

Lo Z3 era composto da 2.200 relè funzionanti a una frequenza compresa tra i 5 e i 10 hertz. Il sistema utilizzava parole lunghe 22 bit. Le operazioni venivano eseguite da un'unita aritmetica in virgola mobile. La macchina venne completata nel 1941 (il 12 maggio dello stesso anno fu presentata a un pubblico di scienziati a Berlino).

Il computer originale venne distrutto dagli alleati nel '44 durante un bombardamento alleato di Berlino. Una copia perfettamente funzionante venne realizzata negli anni 60 dalla Zuse KG e è in esposizione permanente al Deutsches Museum. Nel 1998 è stato dimostrato che lo Z3 è Turing completo.

Lo Z3 utilizzava numeri binari e l'aritmetica in virgola mobile. Utilizzava,inoltre,  una pellicola perforata come modalità di registrazione dei programmi. Era in grado di convertire da decimale a binario e viceversa.

Il lavoro pionieristico del Dr. Konrad Zuse nello sviluppo del computer non era molto conosciuto fino al 1965, quando le descrizioni del suo lavoro sono state tradote in inglese. I suoi primi computer hanno preceduto quelli costruiti da Howard Aiken, John V. Atanasoff, così come l'ENIAC, costruito da J. Presper Eckert e John Mauchly.

Zuse era in grado di ottenere finanziamenti governativi per le sue ricerche computer, tuttavia la guerra bloccò le comunicazioni tra il suo lavoro e ciò che si sta facendo in altre parti del mondo.

I suoi primi computer sono stati originariamente chiamato V1, V2 e V3 ("V" per "Versuchsmodell" Tedesco per il modello sperimentale). In seguito ha cambiato la "V" a "Z" in modo da non essere confuso con razzi tedeschi V.

Il successo dello Zuse Z3 lo si deve anche all'utilizzo del sistema binario. Questo sistema venne inventato tre secoli prima da Gottfried Leibniz; Boole in seguito lo utilizzo per sviluppare l'algebra di Boole. Nel 1937 Claude Shannon al MIT presentò l'idea di utilizzare l'algebra di Boode per descrivere il funzionamento dei circuiti basati su relè in un seminario sulla progettazione di circuiti digitali. Tuttavia Zuse ha sviluppato le intuizioni teoriche di Shannon e realizzato una macchina funzionante.

Lo Z3 permetteva di realizzare loop ma non supportava istruzioni di salto condizionato (anche se non sarebbe stato difficile inserirne una). Tuttavia esiste una possibilità di implementare una macchina di Turing universale con lo Z3 (assumendo un nastro di lunghezza infinita e nessuna possibilità di errore), questa possibilità è stata dimostrata nel 1998. Il metodo utilizzato è scomodo ma la macchina di Turing è un dispositivo scomodo da utilizzare. È nata per essere universale e semplice da utilizzare per dimostrare teoremi non per essere utilizzata con programmi reali.

Un relè a passi dello Z3

Un altro relè dello Z3

Nastro di Pellicola utilizzato come storage

Lo Z3

Da un punto di vista pratico lo Z3 forniva delle istruzioni utili a risolvere problemi di ingegneria del 1940 e serviva per facilitare la vita agli ingegneri non va paragonata con i moderni computer destinati a poter assolvere qualsiasi compito.

Alla prossima!!  :-)