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 ベルリンのドイツ技術博物館にある Z1 のレプリカ | |
| 別名 | V1 (バージョンモデル 1) |
|---|---|
| 開発者 | コンラート・ツーゼ |
| タイプ | プログラム可能なバイナリ電気モーター駆動機械式コンピュータ |
| 発売日 | 1938年 |
| 寿命 | 5年 |
| メディア | 35ミリフィルム |
| CPU | 約 30,000 枚の金属板 @ 1 Hz |
| メモリ | オリジナル: 16ワード浮動小数点メモリ レプリカ: 64ワード浮動小数点メモリ |
| 入力 | キーボード、パンチテープリーダー |
| 力 | 掃除機の電動モーター |
| 質量 | 1トン（2,200ポンド） |
| 後継 | Z2 |
Z1は、ドイツの発明家コンラッド・ツーゼが1936年から1937年にかけて設計した モーター駆動の機械式コンピュータで、1936年から1938年にかけて両親の自宅で製作されました。[1] [2]これは、パンチ穴の開いたセルロイドフィルムから命令を読み取る、限られたプログラム機能を持つバイナリの電動機械式計算機でした。
「Z1」はブール論理と2進浮動小数点数を使用した世界初の自由にプログラム可能なコンピュータであったが、動作の信頼性が低かった。[3] [4] 1938年に完成し、完全に民間資金で賄われた。このコンピュータは、第二次世界大戦 中の1943年12月のベルリン爆撃で、すべての建設計画とともに破壊された。
Z1はツーゼが設計したコンピュータシリーズの最初のものでした。当初の名前は「V1」で、これは実験モデル1の略です。第二次世界大戦後、ロバート・ルッサーが設計した飛行爆弾と区別するために「Z1」に改名されました。[5] Z2とZ3は、 Z1と同じアイデアを多く取り入れた後継機でした。
デザイン
Z1には、制御装置、メモリ、マイクロシーケンス、浮動小数点ロジック、入出力デバイスなど、現代のコンピュータのほぼすべての部品が含まれていました。Z1は、パンチテープとパンチテープリーダーを介して自由にプログラム可能でした。[6]パンチテープリーダー、マシン全体を監視し、命令を実行する制御装置、演算装置、および入出力デバイスは明確に分離されていました。入力テープユニットは、35ミリフィルムのパーフォレーションを読み取りました。[7]
Z1 は 22 ビットの浮動小数点値の加算器と減算器で、乗算 (繰り返し加算) や除算 (繰り返し減算) などのより複雑な演算を可能にする制御ロジックを備えています。Z1 の命令セットには8 つの命令があり、命令ごとに 1 ～ 21サイクルかかりました。
Z1 には 16 ワードの浮動小数点メモリがあり、メモリの各ワードを制御ユニットから読み取り、制御ユニットに書き込むことができました。機械式メモリ ユニットは独自の設計で、1936 年に Konrad Zuse によって特許を取得しました。このマシンは、パンチ テープリーダーから読み取りながら命令を実行することしかできなかったため、プログラム自体は事前に内部メモリに完全にロードされませんでした。
入力と出力は 10 進数で、10 進指数が付き、ユニットにはこれらを 2 進数に変換するための特別な機械がありました。入力と出力の命令は浮動小数点数として読み書きされます。プログラム テープは 35 mm フィルムで、命令はパンチ穴にエンコードされていました。
工事
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「Z1 は重さ約 1 トンの機械で、約 20,000 個の部品で構成されていました。これは、バイナリ浮動小数点数とバイナリ スイッチング システムに基づくプログラム可能なコンピュータでした。これはすべて薄い金属板で構成されており、ツーゼと彼の友人はジグソーを使用してそれを作りました。」[8]「[データ] 入力デバイスはキーボードでした...Z1 のプログラム (ツーゼは Rechenpläne、コンピューティング プランと呼んでいました) は、8 ビット コードを使用してパンチ テープに保存されました。」[8]
Z1 の製造は私費で賄われました。ツーゼは両親、妹のリーゼロッテ、友愛会AV Motivの学生数名 (ヘルムート・シュライヤー参照)、そしてベルリンの計算機製造業者であるクルト・パンケから資金を調達しました。
ツーゼは両親のアパートで Z1 を製作しました。実際、製作にはリビングルームの使用が許可されていました。1936 年、ツーゼは飛行機製造の仕事を辞めて Z1 を製作しました。
ツーゼは Z1 を組み立てるために「薄い金属片」とおそらく「金属シリンダー」またはガラス板を使用したと言われています。おそらく市販のリレーは使用されていませんでした (ただし、Z3 では電話リレーがいくつか使用されていたと言われています)。唯一の電気ユニットは、マシンに 1 Hz (1 秒あたりのサイクル) のクロック周波数を与える電気モーターでした。
「メモリは、スロット付きの薄い金属片と小さなピンで構成され、リレーよりも高速で小型、信頼性が高いことが証明されました。Z2 は Z1 の機械式メモリを使用しましたが、リレーベースの演算を採用しました。Z3 は実験的に完全にリレーで構築されました。Z4 は商用コンピュータの最初の試みであり、Z2 のより高速で経済的な機械式スロット付き金属片メモリとリレー処理に戻りましたが、戦争により Z4 の開発は中断されました。」[9]
Z1 は、機械部品への内部および外部のストレスによって同期が不十分になったため、動作の信頼性があまり高くありませんでした。
ツーゼのコンピュータがどのように構築されたかについてはさまざまな情報源からさまざまな説明がなされているが、徐々に明確な理解が生まれつつある。[10]
復興
オリジナルのZ1は1943年の連合軍の空襲で破壊されたが、1980年代にツーゼは機械の再構築を決意した。Z1再構築の最初のスケッチは1984年に描かれた。ツーゼは（2人の工学部の学生の助けを借りて）Z1の何千もの要素を再び作り、1989年にデバイスの再構築を完了した。この複製には、16ワードではなく64ワードのメモリが搭載されている。再構築されたZ1（写真）は、ベルリンのドイツ技術博物館に展示されている。[7] [11]
引用
このモデルのレプリカはベルリンの交通技術博物館にあります。当時はうまく機能しませんでしたが、その点ではレプリカは非常に信頼性が高いですが、うまく機能しません。[12]
参照
参考文献
- ^ バウアー、フリードリヒ・ルートヴィヒ(2009-11-05)。コンピューティングの起源と基礎: ハインツ・ニクスドルフ博物館フォーラムと協力。シュプリンガーサイエンス＆ビジネスメディア。 78ページ–。ISBN 978-3-64202992-9. 2022年7月10日閲覧。
- ^ ズーゼ、コンラッド(1976)。プランカルキュル。Gesellschaft für Mathematik und Datenverarbeitung (GMD)。ページ 21– 。2022-07-10に取得。
- ^ プリーストリー、マーク（2011）。オペレーションの科学：マシン、ロジック、プログラミングの発明。シュプリンガー・フェアラーク。ISBN 978-1-84882-554-3。
- ^ Rojas, Raúl (2006年春) [2005-05-12]. 「The Zuse Computers」. Resurrection - The Bulletin of the Computer Conservation Society (スピーチの編集されたトランスクリプト). Vol. 37. Computing Before Computers セミナー、Science Museum: Computer Conservation Society (CCS). ISSN 0958-7403. 2022-04-07 にオリジナルからアーカイブ。2008-07-26に取得。
- ^ Campbell-Kelly, Martin (1995-12-21). 「訃報: Konrad Zuse」. People - News. The Independent . 2022-07-09時点のオリジナルよりアーカイブ。2022-07-10閲覧。
- ^ Rojas, Raúl (1997年4月～6月). 「Konrad Zuseの遺産: Z1とZ3のアーキテクチャ」(PDF) . IEEE Annals of the History of Computing . 19 (2): 5–16. doi :10.1109/85.586067. 2022年7月3日時点のオリジナルよりアーカイブ(PDF) . 2022年7月3日閲覧。（12ページ）
- ^ ab Rojas, Raúl . 「Z1 コンピュータの再構築」. dcis.inf.fu-berlin.de .ベルリン自由大学. 2022 年 7 月 9 日時点のオリジナルよりアーカイブ。2022年 5 月 10 日閲覧。
- ^ ab 「コンラート・ツーゼ — 最初のリレーコンピュータ」。2015年1月1日時点のオリジナルよりアーカイブ。
- ^ マルコム、クリス (2000)。「最初のコンピューターを作ったのは誰か」。
- ^ Lott, Chris (2021-06-16). 「もう一つの最初のコンピューター：コンラート・ツーゼとZ3：ツーゼの機械式XNORゲート」hackaday.com。2023年10月15日時点のオリジナルよりアーカイブ。2023年10月15日閲覧。
- ^ Rojas, Raúl (2014-06-07). The Z1: Konrad Zuse の最初のコンピュータのアーキテクチャとアルゴリズムarXiv : 1406.1886。
- ^ ヘリゲ、ハンス・ディーター編。 (2004)。情報収集。 Visionen、Paradigmen、Leitmotive (ドイツ語)。ベルリン、ドイツ: Springer-Verlag。 p. 36.ISBN 978-3-540-00217-8。
さらに読む
- ズーゼ、コンラッド(2013-03-09)。コンピューター – 私の人生。シュプリンガーサイエンス＆ビジネスメディア。 p. 64.ISBN 978-3-66202931-2。(注意。これはドイツ語の原題Der Computer - Mein Lebenswerkの翻訳です。)
- Rojas, Raúl (2016-03-08). Konrad Zuse の機械式コンピュータの設計原理. arXiv : 1603.02396 .(注: この論文では、Zuse Z1 の設計原理について説明しています。)
外部リンク
ウィキメディア・コモンズには、 Zuse Z1に関連するメディアがあります。