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2012-10-03

Konrad Zuse, il vero inventore del computer

Konrad Zuse al lavoro su un modello di Z1.

Konrad Zuse (1910 – 1995): quanti conoscono questo nome e quanti celebreranno la sua nascita o la sua morte? Eppure è stato lo scienziato che ha costruito il primo computer moderno. Se cercate in rete il “padre del computer”, troverete i nomi di Alan Turing, Charles Babbage, John von Neumann o addirittura Steve Jobs, ma raramente verrà fuori il nome di Zuse. Tra i pionieri del computer è più facile trovare il nome di Howard Aiken che, nel 1943 realizzò un computer elettrico automatico,  il MARK 1, che utilizzava 800 chilometri di fili e pesava 35 tonnellate. Migliaia di relè producevano un rumore infernale e richiedeva una manutenzione continua e faticosa. Il salto avverrà nel 1946, con la sostituzione degli interruttori  elettromeccanici con le valvole termoioniche. La nuova macchina, battezzata ENIAC, era in grado di eseguire 500 operazioni al secondo. Ma all’origine dello straordinario progresso, con il salto dagli ingranaggi meccanici ai circuiti elettrici e agli interruttori, non c’è soltanto Aiken, anzi prima di lui c’è stato Zuse. Nel 1941, quindi due anni prima di Aiken, egli costruì una macchina analoga, che funzionava elettricamente, lo Z3. La seconda Guerra Mondiale obbligava gli scienziati a lavorare sotto segreto militare e tra gli scienziati delle due parti in guerra non potevano esserci scambi di informazioni, quindi molte ricerche restarono sconosciute all’esterno di un ristretto ambiente scientifico. Già nel 1936 Zuse aveva iniziato la costruzione di una macchina di calcolo elettrica. Battezzata Z1, era stata costruita nel salotto di casa dei genitori, che gli diedero i primi aiuti economici per il suo lavoro. Era una macchina molto simile a un moderno computer, era programmabile, dotata di unità di memoria e di calcolo, basata sul sistema binario. Le istruzioni venivano fornite tramite un nastro perforato, simile a una pellicola cinematografica e funzionava con un insieme di levette, azionate da un motore elettrico. Soltanto con Z2 e Z3 sostituì progressivamente i relè a tutti i componenti della macchina. Zuse si era laureato in ingegneria civile alla Technische Hochschule of Berlin- Charlottenburg e i suoi interessi per le macchine di calcolo erano molto pratici. Riteneva infatti che,  nei suoi studi, i calcoli fossero troppo  gravosi :”... si perdeva troppo tempo  in lunghi calcoli -  ricordava - pur così importanti nella formazione degli ingegneri civili”. E ancora più calcoli si trovò a dover affrontare nella sua prima esperienza di lavoro alla Henschel Aircraft Company, dove analizzava le vibrazioni dei velivoli. “Per questo -  scrive ancora – iniziai nel 1934, a lavorare, per conto mio, a una nuova macchina di calcolo, senza alcuna conoscenza particolare delle ricerche che si stavano conducendo in questo campo attorno a me. In realtà non avevo neanche mai sentito parlare di Babbage, quando mi imbarcai nel mio progetto”. A differenza della macchina a vapore di Babbage, quella di Zuse, la Z1, era una macchina elettrica binaria, con due tipi di interruttori corrispondenti a 0 e a 1. La seconda Guerra Mondiale interruppe le sue ricerche e Zuse venne chiamato alle armi, ma riuscì a convincere i suoi superiori che egli poteva essere molto più utile, se avesse potuto continuare i suoi studi. Ottenne così un finanziamento dal Third Reich's Aerodynamic Research Institute, e fu in grado di completare prima Z2, ancora un computer sperimentale, e successivamente Z3, dotato di una memoria elettromeccanica composta da relè e da un’unità aritmetica elettromeccanica. Tuttavia quando Zuse propose di costruire un computer con valvole elettroniche, l’idea venne lasciata cadere, poiché sembra che la Germania fosse così sicura di vincere la Guerra, da non ritenere necessari ulteriori investimenti.Verso la fine della Guerra i bombardamenti distrussero alcuni dei computer di Zuse, come lo Z3. Nel 1942 iniziò a lavorare allo Z4 ed era quasi terminato quando, per paura dei bombardamenti, si trasferì da Berlino a Göttingen. Anche in questa città però il suo computer non era al sicuro e così decise di spostarsi in un piccolo paese della Baviera, Hinterstein. Infine Z4 venne portato in Svizzera e installato a Zurigo. La serie Z non era l’unica seguita da Zuse. C’erano i computer S1 e S2 progettati per la costruzione degli aerei e c’era L1, progettato da Zuse non per risolvere problemi aritmetici, ma piuttosto problemi logici. Di quest’ultimo venne prodotto soltanto un modello sperimentale.
Soltanto dopo la Guerra, Zuse venne a conoscenza dei risultati americani nel campo dei computer:
“Quando finalmente finì la Guerra – scrive Zuse – arrivarono le notizie su ENIAC, la macchina dell’Università di Pennsylvania – 18 mila tubi! Potemmo soltanto battere le mani. Dove potevano aver  trovato sulla terra tutti quei tubi? ...  La macchina inglese nota come COLOSSUS era invece sconosciuto al di fuori della cerchia di quanti avevano lavorato al progetto. Soltanto molto più tardi venne sollevato il telo su questo interessante progetto”. Nel 1958 Zuse era arrivato al computer Z22, uno dei primi a utilizzare i transistor. E continuò a collaborare alle ricerche sui computer come consulente della Siemens, dopo che quest’ultima aveva assunto il completo controllo dell’azienda di Zuse.
Oltre ad essere interessato allo sviluppo del proprio Hardware,  Zuse era pure interessato al software e sviluppò un primo linguaggio di programmazione noto come "Plankalkül" nel 1945. Usò questo linguaggio per un programma dedicato al gioco degli scacchi. Sebbene non abbia avuto un grande successo, fornì la base per la generazione successiva del linguaggio ALGOL che, naturalmente, divenne un linguaggio usato in tutto il mondo.
Konrad Zuse scomparve nel 1995, e il figlio Hörst, docente di informatica alla Technische Universität Berlin, ha dedicato un'interessante sito internet alla vita ed al lavoro del padre. Il Convegno Internazionale di Informatica del 1998 ha riconosciuto a Konrad Zuse il merito di aver costruito, con il suo "Z1", il primo computer programmabile "funzionante" della storia.