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克蘭德·楚澤
來源:互聯(lián)網(wǎng)

康拉德·楚澤(Konrad Zuse,1910年6月22日-1995年12月19日),德國工程師。他提出了計(jì)算機(jī)程序控制的基礎(chǔ)概念,1941年制造出世界上第一臺能編程的計(jì)算機(jī)Z3。這臺計(jì)算機(jī)總共設(shè)有2000個(gè)電開關(guān),是當(dāng)時(shí)世界上最高水平的編程語言的計(jì)算機(jī),楚澤因此也被稱為現(xiàn)代計(jì)算機(jī)發(fā)明人之一。阿道夫·希特勒戰(zhàn)敗后,楚澤輾轉(zhuǎn)流落到瑞士的鄉(xiāng)下,轉(zhuǎn)而研究“計(jì)算機(jī)演算”理論。他也是通用計(jì)算機(jī)編程語言的發(fā)明者。不過直到1962年他的發(fā)明才得到認(rèn)可,并獲得8個(gè)榮譽(yù)博士頭銜以及德國大鐵十字勛章。

人物經(jīng)歷

早年經(jīng)歷

克蘭德·楚澤1910年6月22日生于德國柏林維爾梅斯多夫,在東普魯士王國接受的早期教育。東普魯士的文化傳統(tǒng)相當(dāng)保守,為了獲得更好的發(fā)展,他進(jìn)入一所比較開放的學(xué)校,直到高中畢業(yè)。

1927年,楚澤考進(jìn)柏林工業(yè)大學(xué),學(xué)的是土木工程建筑專業(yè)。他從小愛好繪畫,具有非常好的美術(shù)功底,因此很快就學(xué)會了如何設(shè)計(jì)房屋結(jié)構(gòu)和外觀。多才多藝的楚澤興趣廣泛,修理機(jī)器的活也很拿手,時(shí)常動手制作出一些稀奇古怪的玩藝,讓班上的同學(xué)大吃一驚。

求學(xué)期間,楚澤需要完成許多力學(xué)計(jì)算的功課,諸如橋梁、材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)等等,必須自己動手根據(jù)公式算出結(jié)果,往往一整天都算不完一道強(qiáng)度核算題目。一天,在疲憊不堪完成老師布置的作業(yè)后,楚澤突然發(fā)現(xiàn),寫在教科書里的力學(xué)公式是固定不變的,他們要做的只是向這些公式中填充數(shù)據(jù),這種單調(diào)的工作,應(yīng)該可以交給機(jī)器做。

1935年,楚澤獲得了土木工程學(xué)士,在漢希飛機(jī)制造廠任結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師,主要任務(wù)恰好是他最撓頭的飛機(jī)強(qiáng)度分析,繁瑣的計(jì)算現(xiàn)在變成了他的主要職業(yè),而輔助工具只有計(jì)算尺可用。楚澤想制造一臺計(jì)算機(jī)的愿望愈來愈強(qiáng)烈,他在這家工廠里只呆了短短的幾個(gè)月,便辭職回家做他的“發(fā)明夢”。

研究經(jīng)歷

在父母的幫助下,他把家中的起居室隔出一間,改造成“實(shí)驗(yàn)室”兼“制造廠”,孤身一人開始了漫長的研制生涯。楚澤生活在法西斯主義統(tǒng)治下的德國,無從得知美國科學(xué)家研制計(jì)算機(jī)的消息,甚至沒有聽說巴貝奇和霍列瑞斯的名字。在這一點(diǎn)上,他遠(yuǎn)沒有美國發(fā)明家幸運(yùn),無法得到大學(xué)或政府機(jī)構(gòu)的任何資助,只有幾個(gè)朋友“贊助”了很少的一點(diǎn)錢。

為了設(shè)計(jì)出自動的計(jì)算機(jī),楚澤開始從各個(gè)角度探究他設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)應(yīng)具備怎樣的結(jié)構(gòu)和功能。首先從邏輯和數(shù)學(xué)的角度分析,他認(rèn)為這臺計(jì)算機(jī)應(yīng)有程序控制與浮點(diǎn)運(yùn)算功能,應(yīng)使用二進(jìn)制的數(shù)制系統(tǒng)。楚澤認(rèn)為數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)在于二進(jìn)制數(shù)的“位”的處理。但當(dāng)時(shí)他有“位”的意識,但就是說不出“位”這個(gè)字,只好把它作為是或否的表征。

其次從設(shè)計(jì)角度進(jìn)行分析,一個(gè)大型計(jì)算項(xiàng)目,無論使用計(jì)算尺還是一臺機(jī)械的加法器,楚澤認(rèn)為最為關(guān)鍵的難題是:如何用適當(dāng)?shù)姆绞奖4嬷虚g結(jié)果和在以后的計(jì)算步驟中再次使用這些中間結(jié)果。

幾乎用了兩年時(shí)間在黑暗中摸索,楚澤憑著頑強(qiáng)的毅力獨(dú)自奮斗。他認(rèn)為,計(jì)算機(jī)最重要的部分不一定是計(jì)算本身,而是過程和計(jì)算結(jié)果的傳送和儲存。因此,他把研究的重點(diǎn)放在存儲器上,設(shè)計(jì)了一種可以存儲64位數(shù)的機(jī)械裝置——數(shù)千片薄鋼板用螺栓擰在一起的笨重部件,體積約1立方米——然后與機(jī)械運(yùn)算機(jī)構(gòu)連接起來。朋友們都不太懂他想干什么,只能提供有限的幫助,例如,幫他用切割設(shè)備加工了數(shù)以百計(jì)的金屬片。其它的薄鋼板,只好靠手鋸在圓鋼上一片一片鋸下來。以這種簡陋的條件,1938年,楚澤完成了一臺可編程數(shù)字計(jì)算機(jī)Z-1。他花光了僅有的幾千馬克,還是無法買到更合適的零件。因此,Z-1計(jì)算機(jī)實(shí)際上是一臺實(shí)驗(yàn)?zāi)P停m然可以完成3×3矩陣運(yùn)算過程,但始終未能投入實(shí)際使用。

Z-1計(jì)算機(jī)最大的貢獻(xiàn)是楚澤第一次采用了二進(jìn)制數(shù),在薄鋼板組裝的存儲器中,楚澤用一個(gè)在細(xì)孔中國移動通信集團(tuán)的針,指明數(shù)字“0”或“1”。他的這種選擇,明顯地受到戈特弗里德·萊布尼茨著作的啟發(fā),他后來發(fā)表的研究報(bào)告,副題就是“向萊布尼茨致敬”。這臺機(jī)器也采用了“穿孔帶”輸入程序,不過不是紙帶,而是35毫米電影膠片;數(shù)據(jù)則由一個(gè)數(shù)字鍵盤敲入,計(jì)算結(jié)果用小電燈泡顯示。由于純機(jī)械式Z-1計(jì)算機(jī)性能不理想,第二年,楚澤的朋友給了他一些電話公司廢棄的繼電器,楚澤用它們組裝了第二臺電磁式計(jì)算機(jī)Z-2, 這臺機(jī)器已經(jīng)可以正常工作。這時(shí),他的工作引起德國飛機(jī)實(shí)驗(yàn)研究所的關(guān)注,使他得到了一筆資助。

1941年,第三臺電磁式計(jì)算機(jī)Z-3完成,使用了2600個(gè)繼電器,用穿孔紙帶輸入,實(shí)現(xiàn)了二進(jìn)制數(shù)程序控制。程序控制的想法雖然過去也有人提倡,但楚澤是把它付諸實(shí)施的第一人。Z3是一臺基于二進(jìn)制浮點(diǎn)數(shù)和交換系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)。它每秒可以進(jìn)行3~4次加法運(yùn)算,而且可以在5秒鐘之內(nèi)完成一次乘法運(yùn)算。由于當(dāng)時(shí)紙供應(yīng)不足,Z-3的程序都是靠打了孔的舊電影膠片輸入。它可以運(yùn)行一些基本的代數(shù)運(yùn)算,包括加、減、乘、除和開方。

1942年,在緊張研究的間隙里,他寫作了世界上第一個(gè)下國際象棋的計(jì)算機(jī)程序。

在研發(fā)Z3的早期,楚澤主要使用電話續(xù)電器進(jìn)行試驗(yàn)。因?yàn)殡娫捓m(xù)電器是當(dāng)時(shí)最容易獲得的“與非裝置”。雖然楚澤也注意過真空管,但是從穩(wěn)定性考慮,他還是選擇了電話續(xù)電器。Z-3在二戰(zhàn)中就曾大顯身手。它并不是像許多人預(yù)料的那樣用于破譯密碼,而是用在了數(shù)據(jù)分析上。它成功的解決了當(dāng)時(shí)飛機(jī)雙翼抖動的穩(wěn)定性問題中大量的復(fù)雜計(jì)算。

Z-3計(jì)算機(jī)正常工作了3年。1944年,美軍對柏林實(shí)施空襲,楚澤的住宅連同Z-3計(jì)算機(jī)一起被炸得支離破碎。在德國法西斯主義即將毀滅前夕,楚澤于1945年又建造了一臺比Z-3更先進(jìn)的電磁式Z-4計(jì)算機(jī),存儲器單元也從64位擴(kuò)展到1024位,繼電器幾乎占滿了一個(gè)房間。為了使機(jī)器的效率更高,楚澤甚至設(shè)計(jì)了一種編程語言Plankalkuel ,這一成果使楚澤也身于計(jì)算機(jī)語言先驅(qū)者行列。

因害怕再次被炸,楚澤把Z-4搬來搬去,四處轉(zhuǎn)移,最后帶著它飛往德國南部,搬到了阿爾卑斯山區(qū)欣特斯泰因小鎮(zhèn)。1945年,就在盟軍攻陷納粹德國的首都柏林后不久,從阿爾卑斯山區(qū)偏僻小鎮(zhèn)欣特斯泰因傳來一個(gè)驚人的消息:一個(gè)糧倉地窖里發(fā)現(xiàn)了德國研制的先進(jìn)計(jì)算機(jī)。兩名英國情報(bào)官聞訊匆匆趕到了欣特斯泰因。在攻占該鎮(zhèn)的法國士兵帶領(lǐng)下,打開了糧倉地窖大門。地窖里面確實(shí)存放著一臺機(jī)器。這臺機(jī)器便是Z-4?,F(xiàn)在Z4被珍藏于慕尼黑的Deusches博物館。

戰(zhàn)后

阿道夫·希特勒戰(zhàn)敗后,楚澤輾轉(zhuǎn)流落到瑞士一個(gè)荒涼的村莊,一度轉(zhuǎn)向研究計(jì)算機(jī)軟件理論,最早提出了“程序設(shè)計(jì)”的概念。1949年,楚澤把他的Z-4計(jì)算機(jī)安裝在瑞士蘇黎世技術(shù)學(xué)院,并且一直穩(wěn)定地運(yùn)行到1958年。這時(shí),美、英計(jì)算機(jī)界才相信德國有位建筑工程師,比他們更早地研制出程序控制數(shù)字計(jì)算機(jī)的事實(shí)。目前,在慕尼黑一家博物館里,仍然存放著一臺Z-3原型機(jī),只是它已經(jīng)無法正常運(yùn)作。

隨后,楚澤創(chuàng)辦了“楚澤計(jì)算機(jī)公司”,1958年研制出電子管通用計(jì)算機(jī)Z-22R,距離第一臺電子管通用計(jì)算機(jī)ENIAC誕生已經(jīng)過去了12年之久。電腦史學(xué)家認(rèn)為,如果楚澤不是生活在法西斯主義統(tǒng)治下的德國,他可能早就把Z型計(jì)算機(jī)系列升級為電子計(jì)算機(jī),世界計(jì)算機(jī)的歷史將會改寫。事實(shí)上,早在1938年,楚澤和他的朋友已經(jīng)在考慮用2000個(gè)電子管和其他電子元件組裝新的計(jì)算機(jī)。當(dāng)他在戰(zhàn)后聽說賓夕法尼亞大學(xué)早已研制出電子管計(jì)算機(jī)的消息,不禁感嘆地說:“我所能做的,僅僅是搖搖頭而已?!?/p>

早在1938年就發(fā)明了計(jì)算機(jī)的楚澤,幾乎被人遺忘了幾十年。他在1941年為Z-3計(jì)算機(jī)提出的專利申請,到了1967年,法官仍然拒絕受理,理由是“缺乏創(chuàng)造性”。直到1962年,他才被確認(rèn)為計(jì)算機(jī)發(fā)明人之一,得到了8個(gè)榮譽(yù)博士頭銜以及德國大鐵十字勛章。后來,柏林博物館還重新建造了Z-1計(jì)算機(jī)。

20世紀(jì)60年代初,楚澤計(jì)算機(jī)公司已發(fā)展為數(shù)千員工的企業(yè),銷售了近300臺各類計(jì)算機(jī)。1966年,他的公司被著名的西門子股份公司收購,楚澤擔(dān)任了西門子公司的顧問。

楚澤活到85歲高齡,一直與夫人居住在富爾達(dá)附近的一幢簡樸住宅里。

1995年12月18日逝世于黑森州小城許恩費(fèi)爾德(Hünfeld)。值得欣慰的是,全世界都已經(jīng)承認(rèn)他是“數(shù)字計(jì)算機(jī)之父”。

個(gè)人生活

康拉德·楚澤于1945年1月與吉塞拉·布蘭德斯結(jié)婚。

后世紀(jì)念

2010年是楚澤誕辰100周年,為紀(jì)念這位杰出的發(fā)明家,許恩費(fèi)爾德市宣布由楚澤之子霍斯特·楚澤(Horst Zuse)完全按照楚澤當(dāng)年的設(shè)計(jì)方案重新制造一臺Z3電腦。制成后將首先在許恩費(fèi)爾德,然后在柏林等地作現(xiàn)場表演,向公眾展示最早的計(jì)算機(jī)是如何工作的。最后Z3將正式落戶于許恩費(fèi)爾德市的康拉德·楚澤博物館?;羲固亍こ蓪ⅹ?dú)立完成Z3的裝配工作,據(jù)稱已經(jīng)有幾位贊助商表示愿意提供資金。

外部鏈接

參考資料 >

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