Z1, la primera computadora programable en la historia

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Z1 fue una computadora mecánica diseñada y construida por Konrad Zuse desde 1936 hasta 1938. Era una calculadora binaria, mecánica, que se activaba con electricidad, con una programación limitada que leía instrucciones a través de una película de celuloide perforada.

La Z1 fue la primera computadora programable en el mundo que usó lógica booleana y números de punto flotante binarios, aunque no era fiable en la operación. Su construcción fue completada en 1938 y fue financiada con fondos privados. Esta computadora fue destruida en el bombardeo de Berlín en diciembre de 1943, durante la Segunda Guerra Mundial, y junto con ella todos los planos de su construcción.

La Z1 tuvo como nombre original fue “V1” de VersuchsModell 1 (que significa Modelo Experimental 1). Después de la Segunda Guerra Mundial, su diseñador Konrad Zuse la nombró “Z1” para diferenciarse de las bombas volantes diseñadas por Robert Lusser. Las computadoras Z2 y la Z3 fueron sus sucesoras, ambos modelos basados en muchas de las ideas que originaron la Z1.

Diseño

La Z1 se basaba en los Diagramas de la patente de Zuse (mayo de 1936), que consistía en un elemento de conmutación binario que utiliza un mecanismo de varillas deslizantes planas.

Esta computadora contenía casi todas las partes de una computadora moderna, tales como, unidad de control, memoria, micro secuencias, lógica de coma flotante y dispositivos de entrada-salida. La Z1 se programaba libremente mediante cinta perforada y un lector de cinta perforada. Había una clara separación entre el lector de cinta perforada, la unidad de control para supervisar toda la máquina y la ejecución de las instrucciones, la unidad aritmética y los dispositivos de entrada y salida. La unidad de cinta de entrada lee las perforaciones en una película de 35 milímetros con las instrucciones codificadas perforadas en agujeros, utilizaba un sistema binario, un sistema a base de 2 estados.

La Z1 era un sumador y un restador de valor de coma flotante de 22 bits, con cierta lógica de control que le permitía ser capaz de realizar operaciones más complejas como la multiplicación (mediante sumas repetidas) y la división (mediante restas repetidas). El conjunto de instrucciones de la Z1 tenía nueve instrucciones y requería entre uno y veinte ciclos por instrucción.

La Z1 tenía una memoria de coma flotante de 64 palabras, donde cada palabra de la memoria se podía leer y escribir en la unidad de control. Las unidades de memoria mecánica eran únicas en su diseño y fueron patentadas por Konrad Zuse en 1936. La máquina solo era capaz de ejecutar instrucciones mientras leía desde el lector de cinta perforada, por lo que el programa en sí no se cargaba por completo en la memoria interna de previamente.

Las entradas y la salidas eran números decimales con exponente decimal y las unidades tenían una maquinaria especial para convertirlos a y desde números binarios. Las instrucciones de entrada y salida eran leídas o escritas como números de coma flotante.

Características

  • Memoria: 64 palabras de 22 bits
  • Velocidad de reloj 1 Hz
  • Registros: Dos registros de coma flotante con 22 bits cada uno
  • Unidad aritmética: operaciones básicas (suma, resta, multiplicación y división) para números binarios de coma flotante
  • Peso 1000 Kg
  • Velocidad media de cálculo: suma 5 segundos, multiplicación 10 segundos
  • Área de aplicación: Prototipo
  • Entrada: números decimales con coma flotante
  • Salida: números decimales con coma flotante

Su construcción

Z1 era una máquina de aproximadamente 1000 kg de peso, que consistía en unas 20000 piezas. Su sistema programable estaba basado en números binarios de coma flotante y un sistema de conmutación binario, que estaba formado completamente en hojas delgadas de metal, que Zuse y sus amigos produjeron usando una sierra de calar. El dispositivo de entrada de datos era un teclado y los programas (denominados por Zuse como Rechenpläne, planos de computación) se almacenaban en cintas perforadas utilizando un código de 8 bits.

La construcción de Z1 fue financiada con recursos privados. Konrad Zuse obtuvo dinero de sus padres, su hermana Lieselotte, algunos estudiantes de la fraternidad AV Motiv y Kurt Pannke (un fabricante de máquinas calculadoras en Berlín.

La computadora fue creada en el apartamento de sus padres; de hecho, se le permitió usar la sala de estar para su construcción. ​

La Z1 nunca fue muy fiable en la operación por una mala sincronización debida a las tensiones internas y externas en las piezas mecánicas.

Reconstrucción

La computadora original fue destruida en 1943 por los ataques aéreos aliados, pero en 1986 y apoyado por la Universidad Libre de Berlín, Zuse decidió reconstruir el dispositivo. Los primeros bocetos de la reconstrucción de la Z1 fueron dibujados en 1984. Zuse la construyó (con la ayuda de dos estudiantes de ingeniería) usando algunas piezas de la original, miles de elementos de la Z1 nuevos, y terminó de reconstruir el dispositivo en 1989. La Z1 reconstruida es parte de la colección del Museo Alemán de Tecnología en Berlín.

Fuente: Wikipedia

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