اتصال کوتاه

.

.

کنراد سوزه¹ (متولد 1910 و درگذشته در 1995) آدم جسوری بود. وی به عنوان مهندس سازه در برلین در «شرکت هواپیماسازی هنشل»² یک محل شغل دایمی داشت، که البته در اوضاع اقتصادی بسیار خراب آلمان در آغاز دهه 1930 موضوع بی‌اهمیتی نبود. انجام محاسبات تکراری، اما، چنان مهندس مکانیک و استاتیک ما را خسته کرده بود که وی در سال 1935 خود را به سمت خود-اشتغالی سوق داد. او در اتاق نشیمن والدین‌اش یک ماشین محاسبه ساخت که قرار بود به طور خودکار محاسبات طولانی و خسته‌کننده‌ی مسایل ایستایی مهندسان مکانیک را انجام دهد. محصول کار او پیشگام اختراع ماشین‌حساب دیجیتال در جهان بود که واقعاً کار هم می‌کرد. بنابراین، می‌توان به جرات گفت که ماشین‌حساب دیجیتال شماره یک جهان با نام Z3  اولین بار دقیقاً 80 سال پیش، در 12 مه 1941 به بهره‌برداری رسید.

.

.

خوب، بهتر است گام به گام پیش برویم: سوزه نمی خواست چیزی کمتر از یک «مغز مکانیکی» طراحی کند. از نظر مفهومی، این جوان بیست و پنج ساله عرصه‌ی جدیدی را ایجاد کرد. دستگاه از سیستم باینری استفاده می‌کرد، یعنی با حالت‌های «صفر» و «یک»، وضعیت‌های «درست» و «نادرست» را محاسبه کند. پس می‌توان گفت که سوزه برای اجرای دستورات متوالی و کنترل توالی آن‌ها می‌خواست از روابط منطق  «دو دویی» یا  «باینری» استفاده کند.

.

فراتر از یک ماشین محاسب: کنراد سوزه دست کم گرفته شده بود

سوزه تصمیم گرفت برای انجام محاسبات استاتیک، با یک حافظه جمع و جور 16 رقمی کار کند. او برای اولین آزمایش‌های خود تجربه‌ای را از دوران جوانی به کار گرفت: پس از پایان دوران دبیرستان، او یک جرثقیل پیچیده بارگیری ذغال‌سنگ را با استفاده از یک کیت فلزکاری ساخت شرکت  «اشتابیل»  ساخته بود که برای آن گواهی افتخار شرکت را دریافت کرد و این نشان می‌داد که تمرکز و انگیزه‌ی ساخت وسایل مکانیکی پیچیده را دارد.

.

.

نسخه‌ی اولیه رایانه‌ی سوزه، Z1 ساخت سال 1938، شامل ورق‌های فلزی به شکل نوارهایی بود که بر روی یکدیگر قرار داشتند. «رالف بولوو»³، دانشمند کامپیوتر و تاریخ‌دان اهل برلین، به مناسبت سالگرد Z3 در وبلاگ بزرگ‌ترین موزه رایانه جهان، یعنی «موزه هاینتس نیکسدورف»⁴ در شهر «پادربورن»⁵ آلمان، در مورد اختراع سوزه نوشته بود: "Z1 در بیشتر مواقع گیر می‌کرد."

.

نوارهای فلزی روی یکدیگر

سوزه در دومین تلاش خود راه حل کاملاً مکانیکی را کنار گذاشت. اکنون می‌بایستی حدود دویست عدد رله‌ی الکترومغناتیسی محاسبات را بر عهده بگیرند. Z2 تا حدودی بهتر از Z1 کار می‌کرد اما هنوز برای استفاده تجاری و ارایه به بازار قابل اعتماد نبود. ولی این اختراع از چشمان تیزبین «آلفرد تایشمن»⁶، که رئیس بخش انستیتوی مقاومت مصالح موسسه تحقیقات هوانوردی آلمان (DVL) بود، دور نماند .

.

.

تایشمن در یک موسسه پژوهشی در فرودگاهی در برلین به ویژه روی پدیده‌ی لرزش بال‌های هواپیما (Flutter) تحقیق می‌کرد. "این همان چیزی است که از 1920 به بعد کارشناسان هواپیمایی آن را پیچش موزون یا ریتمیکِ بال و دُم می‌خوانند که می‌تواند در سرعت خاصی رخ دهد و در بدترین حالت باعث سقوط هواپیما شود."

.

به سود پژوهش‌های فلوتر سازه‌ی هواپیما

مهندسان در DVL با ایجاد تغییرات در طراحی سعی در کنترل فلوتر داشتند. به عنوان مثال، برای این منظور، محل نصب وزنه‌های تعبیه شده در داخل بال‌ها را تغییر می‌دادند تا مرکز ثقل آن تغییر کند. "اما برای این کار و پیدا کردن مکان مناسب، محاسبات بسیاری باید انجام شود." وقتی تایشمن Z2 را دید، امکان استفاده از آن در تحقیقات فلوتر را تشخیص داد. به این ترتیب بود که سوزه مأمور ساخت یک ماشین محاسب بزرگ‌تر شد.

سوزه یک سال دیگر طول کشید تا Z3 را توسعه دهد. و او از این چالش بزرگ پیروزمند بیرون آمد – البته در دوران جنگ دوم جهانی و شرایط اقتصاد جنگی آن روزگار در آلمان، این اختراع تا حد زیادی نادیده گرفته شد، اما Z3 به عنوان اولین ماشین حساب قابل برنامه‌ریزی و قابل‌کنترل توسط برنامه در تاریخ کامپیوتر جهان ثبت شد.

اولین آزمایش هشتاد سال پیش، در 12 مه 1941 در بحبوحه‌ی جنگ دوم جهانی در محله‌ی کرویتزبرگ در شهر برلین انجام شد. سوزه در آن‌جا کارگاه یک دفتر مهندسی را برای مقصود خود آماده کرده بود: تجهیزی شامل دو هزار عدد رله تمام کارهای واحد پردازش مرکزی و حافظه‌ها را بر عهده گرفته بودند. یک کنترل پنل کوچک برای ورودی و خروجی اعداد وجود داشت و برنامه‌نویسی با نوارهای سوراخ‌داری از جنس نوارهای فیلم سینما انجام می‌شد. "اگر استفاده از فناوری الکترومغناتیسی را در ساخت رایانه مجاز می‌شمارید، Z3 اولین رایانه‌ی واقعی و کاربردی بود."

اما Z3 هرگز واقعاً مورد استفاده قرار نگرفت. اگرچه چندین بار کارکرد آن نمایش داده شد، اما بالاخره در یک بمباران هوایی در سال 1943 تخریب شد. اولین رایانه‌ی مبتنی بر فن‌آوری لامپ الکترونی، ENIAC⁷  که توسط «جان ماشلی»⁸ و «جان پرسپر اِکِرت»⁹ در ایالات متحده ساخته شد، نیز تا سال 1946 تکمیل نشد. این رایانه، همان طور که از نامش پیداست: «انتگرال‌گیر و ماشین حساب عددی» برای تسریع «انتگرال‌گیری عددی»، یعنی محاسبه منطقه زیر یک منحنی در یک دستگاه مختصات در نظر گرفته شده بود. در این‌جا البته موضوع فقط یک تمرین سرانگشتی ریاضی انتزاعی نبود، بلکه این محاسبات باید به سربازان آمریکایی و خدمه‌ی توپخانه در جبهه‌های جنگ جهانی دوم در محاسبه‌ی سریع مسیر پرتابه‌های توپخانه کمک ویژه‌ای کنند.

با وجود این هدف‌گزاری، آنها نتوانستند از ENIAC در طول جنگ جهانی دوم بهره‌مند شوند، زیرا این ماشین فقط پس از پایان جنگ تکمیل شد. با نزدیک شدن به دوران  جنگ سرد‌، هدف این ماشین محاسب نیز تغییر کرد: حال ENIAC توسط دانشمندان در لوس‌آلاموس برای محاسبه قدرت تخریب اولین بمب هیدروژنی مورد استفاده قرار گرفته بود.

یک مدل 1:1 از ENIAC  را می‌توان در موزه HNF در شهر پادربورن آلمان تماشا و تحسین کرد، یک نمونه‌ی مدل‌سازی‌شده از Z3  موجود در «موزه آلمان»¹⁰ در مونیخ در معرض نمایش قرار دارد. علاوه بر این، یک نمونه مدل‌سازی دیگر هم در «موزه فناوری آلمان»¹¹ در برلین وجود دارد که پسر آن مهندس پیشگام کامپیوتر، «هورست سوزه»¹²، در سال 2010 به یادبود صدمین سالگرد تولد پدرش ساخته و به موزه اهدا کرده است.

.

.

.

منبع:

روزنامه فرانکفورتر آلگماینه سایتونگ

.

.

مطالب مرتبط:

محبوب‌ترین شیی در موزه نیکسدورف

برای مطالعه بیش‌تر روی ساختمان و عملکرد رایانه Z1

برای مطالعه بیش‌تر روی ساختمان و عملکرد رایانه Z3

کامپیوتر Z1 در ویکیپدیای انگلیسی

کامپیوتر Z3 در ویکیپدیای انگلیسی

.

.

پانویس‌ها:

1- Konrad Zuse

2- Henschel Flugzeugbau

3- Ralf Bülow

4- (Heinz Nixdorf)

5- Pderborn

6- Alfred Teivhmann

7- ENIAC=Electrical Numerical Integrator and Calculator

8- John Mauchly

9- John Presper Eckert

10- Deutsches Museum

11- Deutsches Technikmuseum

12- Horst Zuse

.

.

.