Z4 (コンピュータ)

Z4
	ミュンヘンのドイツ博物館に展示されているZ4
開発者	コンラート・ツーゼ
メーカー	ツーゼ・アパラテバウ
タイプ	プログラム可能な全自動デジタル電気機械コンピュータ
発売日	1945年; 79年前
導入価格	5年間で3万スイスフラン
販売数	1（ETHチューリッヒへの貸付契約）
CPU	@ (約) 40 Hz
メモリ	機械式、32ビットワード長
画面	10進浮動小数点数、パンチテープ、メルセデスタイプライター
入力	10進浮動小数点数、パンチテープ
力	（約） 4kW
質量	約1,000 kg (2,200 ポンド)
前任者	Z3
後継	Z5

Z4はおそらく世界初の商用デジタルコンピュータであり、現存する最古のプログラム可能なコンピュータです。^[1]^{: 1028} 1942年にヘンシェル&サン社の注文を受けて、初期のコンピュータ科学者コンラート・ツーゼの会社Zuse Apparatebauで設計・製造されました。ベルリンでは部分的にしか組み立てられず、 1945年4月に第三帝国のゲッティンゲンで完成しましたが、^[2] 1945年のナチスドイツの敗北までに納品されませんでした。^[3]^[4]^{[5] Z4 は、ツーゼの}Z3設計の最終目標でした。^[6]以前のZ2と同様に、機械式メモリと電気機械式ロジックの組み合わせで構成されていました。^[7]

Z4は1950年から1955年までETHチューリッヒで使用され、^[1]^{: 14} ETHのエンジニアであるアンブロス・スパイザーの指揮の下で作られたスイス初のコンピュータであるERMETH ^[1]^{: 1009}の構築にもインスピレーションを与えました。^[1]^{: 1087}

工事

Z4 は設計上Z3と非常によく似ていたが、多くの点で大幅に強化されていた。メモリは 22 ビットの浮動小数点ワードではなく 32 ビットの浮動小数点ワードで構成されていた。プログラム構築ユニット ( Planfertigungsteil ) はプログラムテープをパンチし、シンボリック演算とメモリセルを使用することで、マシンのプログラムプログラミングと修正をはるかに容易にした。数値は、内部動作が 2 進数であっても、10 進浮動小数点として入力および出力された。マシンには、平方根、MAX、MIN、正弦を含む多数の命令レパートリーがあった。条件テストには無限大のテストが含まれていた。1950年にETH チューリッヒに納品されたとき、マシンには条件分岐機能が追加され^[8]、メルセデスタイプライターで印刷できた。プログラムテープは 2 本あり、2 本目はサブルーチンを保持するために使用できた (当初は 6 本が計画されていた) ^[9]^[10]

1944年、ツーゼは24人ほどの人々と共にZ4の開発に取り組んでいたが、^[11]その中にはウィルフリート・ド・ボークレールもいた。OKWの通信施設で働いていたエンジニアの中には、副業としてツーゼで働いていた者もいた。また1944年、ツーゼは会社をZuse KG ( Kommanditgesellschaft、つまり合名会社) に改組し、300台のコンピュータを製造する計画を立てた。^{[12]この方法により、}緊急戦闘機プログラムの請負業者として追加のスタッフと科学者を要求することもできた。^{[12]ツーゼの会社は}、ダルムシュタット工科大学のアルヴィン・ヴァルターの応用数学研究所とも協力していた。^[13]

ソ連軍の手に渡るのを防ぐため、Z4は1945年2月にベルリンから避難し、ゲッティンゲンに輸送された。^[11]^[14] Z4はゲッティンゲンのAVA（航空力学研究所）の施設で完成し、同研究所の所長はアルベルト・ベッツであった。しかし、 AVAの科学者に披露されたときには、すでに前線が近づいてくる轟音が聞こえていたため、^[2]ドイツ国防軍のトラックで南バイエルンのバート・ヒンデラングにあるヒンターシュタインに輸送され、そこでコンラート・ツーゼはヴェルナー・フォン・ブラウンと会見した。^[2]^[15]

1947年までに定数をパンチテープで入力することが可能になった。^[10]

第二次世界大戦後の使用

1949年、スイスの数学者エドゥアルト・シュティーフェルは、アメリカのコンピューターを視察するためにアメリカに滞在したのち帰国し、ツーゼとZ4を訪れた。彼がテストとして微分方程式を定式化すると、ツーゼはすぐにそれを解くようにZ4をプログラムした。シュティーフェルは、チューリッヒ工科大学に新しく設立した応用数学研究所のためにこのコンピューターを購入することを決めた。^[16]このコンピューターは1950年にチューリッヒ工科大学に届けられた。^[17]^[18]

少なくともチューリッヒでは、たとえ控えめであっても、Z4 のガタガタ音とともに面白いナイトライフが楽しめます。

—コンラート・ツーゼ

1954年、ヴォルフガング・ハックはベルリン工科大学のためにZ4を入手しようとしたが^[12]、代わりにフランスのサン・ルイ仏独研究所（ISL、仏独研究所）に移管され、技術責任者のフーベルト・シャルディンの下で1959年まで使用された。今日、Z4はミュンヘンのドイツ博物館に展示されている。Z4は、ETHが独自のコンピュータを構築するきっかけとなり（主にアンブロス・シュパイザーとエドゥアルト・シュティーフェルが担当）、 ERMETHと呼ばれた。これは、ドイツ語の頭文字をとってElektronische Rechenmaschine ETH（「電子計算機ETH」）と呼ばれた。^[1]^{: 1009}

1950年から1951年にかけて、Z4は中央ヨーロッパで唯一稼働していたデジタルコンピュータであり、世界で2番目に販売または貸し出されたデジタルコンピュータでもありました^[1]^。981は、 Ferranti Mark 1より5か月、UNIVAC Iより10か月先行していましたが、今度はBINACに先を越されました（ただし、BINACは顧客のサイトで稼働することはありませんでした^[19] ）。他のコンピュータはすべてZで始まる番号が付けられ、ツーゼと彼の会社によって製造されました。注目すべきものとしては、光学業界や大学に販売されたZ11とZ22があります。

1955年にZ4はバーゼル近郊のサン＝ルイにあるフランス・ドイツ研究所（Institut franco-allemand de recherches de Saint-Louis）に売却され、1960年にミュンヘンのドイツ博物館に移管されました。^[20]

Z4は1950年にグランド・ディクサンス・ダムの工事の計算に使用された。 ^[1]^{: 1081}

仕様

周波数: (約) 40 Hz
平均計算速度: 加算の場合は400ミリ秒、乗算の場合は 3 秒。1 時間あたり平均約 1000 回の浮動小数点演算。
プログラミング: プログラミングマシンで35mmフィルムに穴を開ける
入力: 10進浮動小数点数、パンチテープ
出力: 10進浮動小数点数、パンチテープまたはメルセデスタイプライター
ワード長: 32 ビット浮動小数点
要素: (約) 2,500 個のリレー、21 個のステップワイズリレー
メモリ: Z1およびZ2の機械式メモリ^[7] (64ワード、32ビット) ^[21]
消費電力: (約) 4kW

参照

参考文献

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さらに読む

ランデル、ブライアン(2012-12-06)。「第 4 章: ツーゼとシュライアー」。デジタルコンピュータの起源: 選集。Springer Science & Business Media。pp . 156–157。ISBN 978-3-64296242-4. 2022年7月2日閲覧。
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外部リンク

Horst Zuse (Konrad Zuse の息子) による zuse.de ホームページ。Zuse コンピュータに関する多くの情報が掲載されています。
zuse.de {英語} Horst Zuse (Konrad Zuse の息子) による英語ホームページ
ETH チューリッヒ校の Z4 の写真 (ドイツ語のテキスト付き)
「Z4 のテキストと図による説明: 歴史、命令セット、ハードウェア機能」。Konrad Zuse のコンピュータ。ベルリン工科大学。2008 年 9 月 14 日にオリジナルからアーカイブ。2008年 7 月 26 日に取得。
ツーゼ、ホルスト。「ベルリンの Z4 コンピュータとツーゼ装置製作所 (1940-1945)」。コンラート・ツーゼの生涯と業績。2008 年 6 月 1 日にオリジナルからアーカイブ。2008年 7 月 26 日に取得。

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