Den Z3 var en datamaskin i elektromekaniske releer designet av den tyske ingeniøren Konrad Zuse . Denne datamaskinen var den første helautomatiske programmerbare maskinen, som ville gjøre den til verdens første datamaskin . Den besto av 2000 elektromekaniske reléer , operert med en klokkefrekvens på 5 til 10 Hz, og brukte 22- biters ord . Koden og dataene ble lagret på perforerte bånd i celluloid .
Z3 ble ferdigstilt i Berlin i 1941. Det tyske luftfartsinstituttet brukte den til å utføre statistiske analyser av vingevibrasjoner. Den ble ødelagt av luftbombardementer i 1943. En fullt operativ kopi ble bygget på 1960-tallet av Zuses selskap, Zuse KG, og er fortsatt utstilt på Deutsches Museum i München.
Zuse ba den tyske regjeringen om å gi ham elektronrør, men hans forespørsel ble avvist fordi den ble ansett som "ikke viktig for krigsinnsatsen".
Zuse designet Z1 mellom 1935 og 1936 og bygde den mellom 1936 og 1938. Z1 var helt mekanisk og kunne bare kjøre i noen minutter. Helmut Schreyer (in) rådet Zuse til å bruke en annen teknologi. Som doktorgradsstudent ved det tekniske universitetet i Berlin i 1937 jobbet han med implementering av boolske operasjoner i vakuumrøranordninger. I 1938 demonstrerte Schreyer en krets bygget med disse rørene for et lite publikum og presenterte sin visjon om en elektronisk kalkulator. Imidlertid inneholdt det største operasjonelle elektroniske systemet for få rør som gjorde denne ideen ubrukelig.
Zuse bestemte seg da for å lage en ny maskin med releer. Realiseringen av Z2 ble støttet økonomisk av Kurt Pannke, som produserte små datamaskiner. Z2 ble ferdigstilt i 1939 og ble presentert for Deutsche Versuchsanstalt für Luftfahrt ("tysk luftfartslaboratorium") i 1940 på Berlin-Adlershof. Zuse var heldig fordi det var en av få gangene Z2 fungerte, og han overbeviste DVL om å finansiere sin neste maskin.
For å forbedre Z2 bygde han Z3 i 1941, som var et topphemmelig tysk regjeringsprosjekt. Jenissen, medlem av Reichsluftfahrtministerium (Air Ministry) oppførte seg som den offisielle veilederen for prosjektet.
Z3 ble ferdigstilt i 1941 og var raskere og mye mer pålitelig enn Z1 og Z2. Z3 kunne støtte uendelige verdier og programmet ble lagret på et eksternt opptak, noe som gjorde det mulig å endre programmer uten å måtte endre tilkoblingene. Tall angitt i desimalbase ble konvertert til flytende punkt binært . De12. mai, ble den presentert for et publikum av forskere inkludert A. Teichmann og C. Schmieden fra Deutsche Versuchsanstalt für Luftfahrt (tysk laboratorium for luftfart), i Berlin .
Zuse fokuserte da på Z4 som ikke kunne fullføres før etter krigen.
Z3 brukte det binære systemet , oppfunnet av Leibniz rundt 1700. George Boole utnyttet den til å utvikle den boolske algebra . I 1937 , Claude Shannon av Massachusetts Institute of Technology presenterte ideen om å bruke boolsk algebra til elektroniske releer i et seminar om digital krets design. Likevel var Zuse den første til å sette alt sammen i en praktisk realisering, den Z3, programmerbare datamaskinen.
Den første programmerbare datamaskindesignen var den fra den analytiske motoren til Charles Babbage i XIX - tallet . Dette konseptet har aldri blitt realisert før, sikkert fordi det var desimal og derfor mye mer komplisert enn enkelheten i den binære designen til Z3. I 1991 , fra de opprinnelige planene til Charles Babbage , ble subtraksjonsmotoren til maskinen hans realisert og var fullt funksjonell. Og hvis Ada Lovelace , Babbages venn, var den første teoretiske programmereren av en ikke-eksisterende maskin, var Zuse for sin del den første programmereren av en ekte maskin i praksis .
De 10 britiske Colossus- datamaskinene var de første elektroniske datamaskinene med unntak av den ikke-programmerbare Atanasoff - Berry Computer . De brukte vakuumrør og binære representasjoner av tall. Programmering ble gjort gjennom kabler og releer. Dens utvikling ble holdt hemmelig i flere tiår, noe som gjorde påstandene fra datamaskiner ”førstegangs” feil.
Den ENIAC ble gjennomført etter krigen. Det var den første elektroniske datamaskinen designet spesielt som Turing-komplett . Den brukte vakuumrør som brytere, mens Z3 fortsatt brukte elektromekaniske reléer (berging, fordi nazistene hadde nektet å gi vakuumrør altfor verdifullt til veldig enkel bruk). På den annen side brukte den desimalsystemet, og frem til 1948 var det nødvendig å endre mange kabelforbindelser for å programmere det.
Den Småskala Experimental Machine i 1948 og EDSAC av 1949 var de første datamaskiner med von Neumann-arkitektur , som er, ble de programmene som er lagret i selve datamaskinen. Dette konseptet ble oppkalt etter John von Neumann selv om sistnevnte reproduserte verk av Alan Turing og ideen ble fremmet av Konrad Zuse i 1936 i et patent som ble avvist.
| Etternavn | Land | Start | Tallsystem | Mekanisk | Programmering | Turing-komplett |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Zuse Z3 | Tyskland | Mai 1941 | Binært flytende punkt | Elektromekanisk | Programmering basert på perforerte bånd | Ja |
| Atanasoff - Berry Computer | forente stater | 1942 | Binær | Elektronisk | Ikke programmerbar | Nei |
| Koloss Markus 1 | Storbritannia | Februar 1944 | Binær | Elektronisk | Kabling og bryterbasert programmering | Nei |
| Harvard Mark I - IBM ASCC | forente stater | Mai 1944 | Desimal | Elektromekanisk | Programmering basert på perforerte bånd | Nei |
| Koloss Markus 2 | Storbritannia | Juni 1944 | Binær | Elektronisk | Programmering basert på ledninger og brytere | Nei |
| Zuse Z4 | Tyskland | Mars 1945 | Binært flytende punkt | Elektromekanisk | Programmering basert på perforerte bånd | Ja |
| ENIAC | forente stater | Juli 1946 | Desimal | Elektronisk | Programmering basert på ledninger og brytere | Ja |
| Småskala eksperimentell maskin (baby) | Storbritannia | Juni 1948 | Binær | Elektronisk | Programmet er lagret i et Williams-rør | Ja |
| Modifisert ENIAC | forente stater | September 1948 | Desimal | Elektronisk | Programmering basert på ledninger og brytere og et primitivt ROM-system | Ja |
| EDSAC | Storbritannia | Mai 1949 | Binær | Elektronisk | Program lagret i forsinkelseslinjeminne | Ja |
| Manchester Mark I | Storbritannia | Oktober 1949 | Binær | Elektronisk | Program lagret i et Williams-rør og i en magnetisk trommel | Ja |
| CSIRAC | Australia | November 1949 | Binær | Elektronisk | Program lagret i forsinkelseslinjeminne | Ja |
Det var mulig å gjøre løkker på Z3, men det var ingen betingede instruksjoner. Ikke desto mindre var Z3 Turing-komplett , måten å implantere en Turing-maskin på Z3 ble demonstrert av Raúl Rojas (en) i 1998. Rojas skrev at “man kan derfor si at fra et synspunkt Teoretisk sett er Z3 ekvivalent til gjeldende datamaskiner, men fra et praktisk synspunkt, skiller måten den ble programmert ut fra moderne datamaskiner. "
Fra et pragmatisk synspunkt ga Z3 et instruksjonssett for applikasjoner fra 1940. Zuse var dessuten en sivilingeniør som bygde datamaskiner for å lette arbeidet i sitt hovedyrke.