Z3 (Zuse)
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Die Z3 war nach dem bereits 1939 von Konrad Zuse entwickelten Prototyp Z2 der weltweit erstgebaute und funktionsfähige Rechner. Die Z3 wurde während des Zweiten Weltkrieges durch den alliierten Bombenterror zerstört. Ein Nachbau des Rechners befindet sich im Deutschen Museum in München.
Inhaltsverzeichnis
Entwicklungsgeschichte
Wie viele andere Dinge in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts wurde auch der Rechner im Deutschen Reich entwickelt.
1936 hatte der angehende Bauingenieur Konrad Zuse die Idee, die vielen Berechnungen im Ingenieurstudium durch eine Rechenmaschine erledigen zu lassen. Einfache mechanische Rechenmaschinen gab es schon, doch viel mehr als Addieren und Subtrahieren konnten sie nicht – gut für Kaufleute, schlecht für Ingenieure.
Vorgängermodelle
So entwarf Zuse in der elterlichen Wohnung einen Vorläufer des Rechners, die Z1, an der er von 1936 bis 1938 arbeitete.
Die Zuse Z1 war eine funktionsfähige Rechenmaschine, aber noch kein programmierbarer Computer. Aufgebaut war sie aus 20.000 Teilen, vor allem dünnen Blechen, von Hand mit der Laubsäge ausgesägt! Sie wog rund 500 kg, hatte eine 22-Bit-Verarbeitungsbreite und konnte Zahlen mit 24 Bit Mantisse und 8 Bit Exponenten verarbeiten.
Aufgrund des Gewichtes von einer halben Tonne und der doch langsamen Taktfrequenz von 1 Hz (nicht Mega- oder Gigaherz!) war die Z1 ein Versuchsmuster, die zwar eine Multiplikation in fünf Sekunden durchführen konnte, aber entschieden zu aufwendig konstruiert war.
So arbeitete Zuse 1939 an einer besseren Lösung und entwarf für die Z2 das Rechenwerk aus Telefonrelais. Der Speicher bestand weiterhin aus Blechen. Das Rechenwerk der Z2 arbeitete wesentlich schneller und zuverlässiger als das der Z1. Der 500 kg schwere Rechner mit einem Stromverbrauch von 1 KW hatte eine Wortlänge von 16 Bit. Das Rechenwerk bestand aus 200 Relais und hatte 16 Bit Wortbreite. Der Takt wurde auf 3 Hz verdreifacht und der Speicher bestand aus 16 Worten à 16 Bit. Es existierte, anders als bei der Z1, eine Programmsteuerung, aber noch nicht genügend Speicher für ein echtes Programm.
Die Z3
Der folgende Rechner Z3 war dagegen ein vollständiger Computer, und zwar der erste funktionsfähige, programmgesteuerte der Welt. Am 12. Mai 1941 wurde er zum ersten Mal erfolgreich öffentlich vorgeführt. Der Rechner wog 1.000 kg und verbrauchte 4 KW Strom. Die Taktfrequenz betrug zwischen 5 und 10 Hz. Eine Addition benötigte 3 Takte, eine Multiplikation 16 und eine Division 28 Takte.
In kleinem Maßstab enthielt die Z3 schon alle Elemente eines heutigen Rechners. Es gab:
- ein Rechenwerk aus 600 Relais mit 2 Registern (Fließkommaeinheit) à 22 Bit
- einen Taktgeber mit 5,44 Hz (nicht Gigaherz !)
- einen Speicher aus 1.400 Relais für 64×22 Bit-Werte
- eine Ein/Ausgabe Einheit: Einen Lochkartenleser, der mit handgestanztem 35-mm-Film gefüttert wurde
- eine numerische Tastatur und eine numerische Anzeige
- ein Leit- und Steuerwerk
Entwicklung von Plankalkül, der weltweit ersten Programmiersprache
Im Zweiten Weltkrieg wurde die originale Z3 durch den alliierten Bombenterror zerstört, das obige Foto zeigt einen Nachbau, der heute im Deutschen Museum in München steht. Nach seinen Rechnern arbeitete Zuse in den Jahren 1942 bis 1946 am Plankalkül, der ersten höheren Programmiersprache der Welt. Diese Sprache nahm mehr als ein Jahrzehnt vor den ersten höheren Programmiersprachen COBOL und FORTRAN alle wesentlichen Elemente einer Programmiersprache vorweg, die diese besitzen mußte, damit man jeden Algorithmus in ihr formulieren konnte.
Danach machte Zuse sich selbständig. Er gründete eine eigene Firma, in der er Rechner konstruierte. Er verkaufte von 1949 bis 1970 insgesamt 251 Rechner im Werte von 102 Millionen DM. Doch hier war ihm das Glück nicht hold, es fehlte ihm die Führungskraft und er verzettelte sich in zu vielen Details in der Konzeption seiner Rechner – diese waren brillant, doch er konnte Lieferfristen nicht einhalten und mußte seine Firma aufgeben. Zuses Firma wurde später von Nixdorf übernommen.
Was aber bleibt, sind Konrad Zuses Verdienste, wobei man bedenken muß, daß er, anders als es bei den einige Jahre später entstandenen Rechnern Mark II, Colossos und ENIAC der Fall war, allein gearbeitet hat, ohne finanzielle Unterstützung des Militärs und ganzer Gruppen von Forschern und Ingenieuren wie in den USA und England.
