Konrad Zuse

Konrad Ernst Otto Zuse ( / ˈ z uː s ə / ; ^{[ 5 ]} Alemán: [ ˈkɔnʁaːt ˈtsuːzə ] ; 22 de junio de 1910 – 18 de diciembre de 1995) fue un ingeniero civil alemán, científico informático pionero , inventor y empresario. Su mayor logro fue la primera computadora programable del mundo; la Z3, funcional, controlada por programa y Turing-completa, entró en funcionamiento en mayo de 1941. Gracias a esta máquina y sus predecesoras, Zuse es considerado por algunos como el inventor y padre de la computadora moderna. ^{[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]}

Zuse fue conocido por la máquina de computación S2, considerada la primera computadora de control de procesos . En 1941, fundó una de las primeras empresas de computadoras, produciendo la Z4 , que se convirtió en la primera computadora comercial del mundo. ^{[ 12 ]} De 1943 ^{[ 13 ]} a 1945 ^{[ 14 ]} diseñó Plankalkül , el primer lenguaje de programación de alto nivel . ^{[ 15 ]} En 1969, Zuse sugirió el concepto de un universo basado en la computación en su libro Rechnender Raum ( Espacio de cálculo ). ^{[ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]}

Gran parte de su trabajo inicial fue financiado por su familia y el comercio, pero después de 1939 recibió recursos del gobierno de la Alemania nazi . ^{[ 19 ]} Debido a la Segunda Guerra Mundial , el trabajo de Zuse pasó en gran medida desapercibido en el Reino Unido y Estados Unidos. Posiblemente su primera influencia documentada en una empresa estadounidense fue la opción que IBM adquirió sobre sus patentes en 1946. ^{[ 20 ]} El Z4 también sirvió de inspiración para la construcción del ERMETH , la primera computadora suiza y una de las primeras en Europa. ^{[ 21 ]}

Konrad Zuse nació en Berlín el 22 de junio de 1910. ^{[ 22 ]} En 1912, su familia se mudó a Braunsberg, en Prusia Oriental (actualmente Braniewo, en Polonia ), donde su padre trabajaba como empleado de correos. Zuse asistió al Collegium Hosianum en Braunsberg, y en 1923, la familia se mudó a Hoyerswerda , donde aprobó el Abitur en 1928, lo que le permitió ingresar a la universidad.

Se matriculó en Technische Hochschule Berlin (ahora Technische Universität Berlin ) y exploró tanto la ingeniería como la arquitectura, pero las encontró aburridas. Luego, Zuse se dedicó a la ingeniería civil y se graduó en 1935. ^{[ 22 ]}

Tras graduarse, Zuse trabajó para la Ford Motor Company , donde aplicó sus habilidades artísticas al diseño de anuncios. ^{[ 15 ]} Comenzó a trabajar como ingeniero de diseño en la fábrica de aviones Henschel en Schönefeld, cerca de Berlín . Esto requería realizar muchos cálculos rutinarios a mano, lo que lo llevó a teorizar y planificar una forma de realizarlos mediante máquinas. ^{[ 23 ]}

A partir de 1935, experimentó en la construcción de computadoras en el apartamento de sus padres en Wrangelstraße 38, mudándose con ellos a su nuevo apartamento en Methfesselstraße 10, la calle que conduce al Kreuzberg , Berlín. ^{[ 24 ] : 418} Trabajando en el apartamento de sus padres en 1936, produjo su primer intento, la Z1 , una calculadora mecánica binaria de punto flotante con programabilidad limitada, que leía instrucciones de una  película perforada de 35 mm. ^{[ 15 ]}

En 1937, Zuse presentó dos patentes que anticipaban una arquitectura de von Neumann . En 1938, terminó el Z1, que contenía unas 30 000 piezas metálicas y nunca funcionó correctamente debido a su insuficiente precisión mecánica. El 30 de enero de 1944, el Z1 y sus planos originales fueron destruidos junto con el piso de sus padres y muchos edificios vecinos por un bombardeo británico durante la Segunda Guerra Mundial . ^{[ 24 ] : 426}

Zuse completó su trabajo de forma totalmente independiente de otros destacados científicos informáticos y matemáticos de su época. Entre 1936 y 1945, vivió en un aislamiento intelectual casi total. ^{[ 25 ]}

1939–1945

En 1939, Zuse fue llamado al servicio militar , donde se le dieron los recursos para finalmente construir el Z2 . ^{[ 19 ]} En septiembre de 1940, Zuse presentó el Z2, que cubría varias habitaciones del apartamento de sus padres, a expertos del Deutsche Versuchsanstalt für Luftfahrt (DVL; Instituto Alemán de Investigación para la Aviación). ^{[ 24 ] : 424} El Z2 era una versión revisada del Z1 que utilizaba relés telefónicos .

En 1940, el gobierno alemán comenzó a financiarlo a él y a su empresa a través del Aerodynamische Versuchsanstalt (AVA, Instituto de Investigación Aerodinámica, precursor del DLR ), ^{[ 26 ]} que utilizó su trabajo para la producción de bombas planeadoras . Zuse construyó las máquinas de cálculo S1 y S2, dispositivos especiales que calculaban correcciones aerodinámicas para las alas de bombas volantes radiocontroladas. La S2 incorporaba un convertidor analógico-digital integrado bajo control programable, lo que la convertía en la primera computadora controlada por procesos. ^{[ 27 ] : 75}

En 1941, Zuse fundó una empresa, Zuse Apparatebau (Construcción de Aparatos Zuse), para fabricar sus máquinas, ^{[ 28 ]} alquilando un taller en el lado opuesto de Methfesselstraße 7 y extendiéndose a través de la manzana hasta Belle-Alliance Straße 29 (renombrada y renumerada como Mehringdamm 84 en 1947). ^{[ 24 ] : 418, 425}

En 1941, mejoró la máquina básica Z2 y construyó la Z3 . El 12 de mayo de 1941, Zuse presentó la Z3, construida en su taller, al público. ^{[ 24 ] : 425 [ 29 ]} La Z3 era una calculadora binaria de punto flotante de 22 bits con programabilidad mediante bucles pero sin saltos condicionales, con memoria y una unidad de cálculo basada en relés telefónicos. Los relés telefónicos utilizados en sus máquinas se obtuvieron en gran medida de existencias desechadas. A pesar de la ausencia de saltos condicionales, la Z3 era una computadora Turing completa . Sin embargo, la Turing-completitud nunca fue considerada por Zuse (quien desconocía el trabajo de Turing y tenía en mente aplicaciones prácticas) y solo se demostró en 1998 (véase Historia del hardware informático ).

La Z3, la primera computadora electromecánica completamente operativa, fue financiada en parte por la DVL, empresa respaldada por el gobierno alemán, que buscaba automatizar sus extensos cálculos. La solicitud de Helmut Schreyer , su compañero de trabajo —quien había ayudado a Zuse a construir el prototipo de la Z3 en 1938 ^{[ 30 ]} —, para obtener financiación gubernamental para un sucesor electrónico de la Z3, fue denegada por considerarse "estratégicamente irrelevante".

En 1937, Schreyer le aconsejó a Zuse que utilizara tubos de vacío como elementos de conmutación; Zuse lo consideró entonces una «idea descabellada» ( Schnapsidee, en sus propias palabras). El taller de Zuse en Methfesselstraße 7 (junto con la Z3) fue destruido en un bombardeo aliado a finales de 1943, y el piso de sus padres, con la Z1 y la Z2, el 30 de enero del año siguiente, mientras que la sucesora Z4 , cuya construcción Zuse había comenzado en 1942 ^{[ 27 ] : 75} en unas nuevas instalaciones en el Industriehof de Oranienstraße 6, permaneció intacta. ^{[ 24 ] : 428}

El 3 de febrero de 1945, un bombardeo aéreo causó una destrucción devastadora en Luisenstadt , la zona alrededor de Oranienstraße , incluyendo las casas vecinas. ^{[ 31 ]} Este suceso paralizó por completo la investigación y el desarrollo de Zuse. El ordenador Z4, parcialmente terminado y basado en relés telefónicos, fue embalado y trasladado desde Berlín el 14 de febrero, llegando a Gotinga aproximadamente dos semanas después. ^{[ 24 ] : 428}

Estas máquinas contribuyeron a los misiles guiados Henschel Werke Hs 293 y Hs 294 desarrollados por el ejército alemán entre 1941 y 1945, que fueron los precursores del misil de crucero moderno . ^{[ 27 ] : 75 [ 32 ] [ 33 ]} El diseño del circuito del S1 fue el predecesor del Z11 de Zuse . ^{[ 27 ] : 75} Zuse creía que estas máquinas habían sido capturadas por las tropas soviéticas de ocupación en 1945. ^{[ 27 ] : 75}

Mientras trabajaba en su ordenador Z4, Zuse se dio cuenta de que programar en código máquina era demasiado complicado. Empezó a trabajar en una tesis doctoral ^{[ 34 ]} que detallaba el primer lenguaje de programación de alto nivel, Plankalkül ("Cálculo de planos") y, como ejemplo de programa elaborado, el primer motor de ajedrez informático real. ^{[ 35 ]}

1945–1995

Después del bombardeo de Luisenstadt en 1945, huyó de Berlín a la zona rural de Allgäu . ^{[ 36 ]} En la extrema miseria de la Alemania de posguerra, Zuse no pudo construir computadoras.

Zuse fundó una de las primeras empresas de informática: el Zuse-Ingenieurbüro Hopferau . El capital se obtuvo en 1946 a través de ETH Zurich y una opción de IBM sobre las patentes de Zuse. ^{[ 37 ]}

En 1947, según las memorias del pionero informático alemán Heinz Billing del Instituto Max Planck de Física , tuvo lugar una reunión entre Alan Turing y Konrad Zuse en Gotinga . ^{[ 38 ]} El encuentro tuvo la forma de un coloquio . Participaron John Womersley , Turing, Arthur Porter de Inglaterra y algunos investigadores alemanes como Zuse, Helmut Schreyer , Alwin Walther y Billing. (Para más detalles, véase Herbert Bruderer, Konrad Zuse und die Schweiz ).

No fue hasta 1949 que Zuse pudo retomar el trabajo en la Z4. Le mostró la computadora al matemático Eduard Stiefel de la ETH Zúrich. Ambos llegaron a un acuerdo para prestar la Z4 a la ETH. ^{[ 39 ]}

En noviembre de 1949, Zuse fundó otra empresa, Zuse KG, en Haunetal-Neukirchen ; en 1957, la sede de la empresa se trasladó a Bad Hersfeld . El Z4 se terminó y se entregó a la ETH Zúrich en julio de 1950, donde demostró ser muy fiable. ^{[ 15 ]} En ese momento, era el único ordenador digital en funcionamiento en Europa Central, ^{[ 40 ]} y el segundo ordenador del mundo en ser vendido o prestado, superado solo por el BINAC , que nunca funcionó correctamente después de su entrega. Otros ordenadores, todos numerados con una Z inicial, hasta el Z43, ^{[ 41 ]} fueron construidos por Zuse y su empresa. Destacan el Z11 , que se vendió a la industria óptica y a universidades, y el Z22 , el primer ordenador con una memoria basada en almacenamiento magnético. ^{[ 42 ]}

Incapaz de desarrollar ningún hardware, continuó trabajando en Plankalkül , publicando finalmente algunos breves extractos de su tesis en 1948 y 1959; sin embargo, la obra completa permaneció inédita hasta 1972. ^{[ 35 ]} La tesis doctoral se presentó en la Universidad de Augsburgo , pero fue rechazada porque Zuse olvidó pagar la tasa de inscripción universitaria de 400 marcos alemanes  . El rechazo no le preocupó. ^{[ 43 ]}

Plankalkül influyó ligeramente en el diseño de ALGOL 58 ^{[ 44 ]} , pero su implementación se produjo recién en 1975 en una tesis doctoral de Joachim Hohmann. ^{[ 45 ]} Heinz Rutishauser , uno de los inventores de ALGOL , escribió: «El primer intento de idear un lenguaje algorítmico fue realizado en 1948 por K. Zuse. Su notación era bastante general, pero la propuesta nunca obtuvo la consideración que merecía». Posteriormente, en 1998 y luego en 2000, un equipo de la Universidad Libre de Berlín realizó nuevas implementaciones . Donald Knuth propuso un experimento mental : ¿Qué habría sucedido si el bombardeo no se hubiera producido y la tesis doctoral se hubiera publicado según lo previsto? ^{[ 35 ]}

En 1956, Zuse comenzó a trabajar en un plotter ^de gran formato y alta precisión . Se presentó en la Feria de Hannover de 1961 [ ^{46 ]} y se hizo conocido también fuera del mundo técnico gracias al trabajo pionero de arte por computadora de Frieder Nake ^{[ 47 ]} . Otros plotters diseñados por Zuse incluyen el ZUSE Z90 y el ZUSE Z9004 ^{[ 46 ] .}

En 1967, Zuse sugirió que el universo mismo funciona mediante un autómata celular o una estructura computacional similar ( física digital ); en 1969, publicó el libro Rechnender Raum (traducido al inglés como Calculating Space ). ^{[ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]}

Entre 1989 y 1995, Zuse conceptualizó y creó un autómata de torre modular, extensible y puramente mecánico al que denominó "torre helicoidal" ( "Helixturm" ). La estructura se basa en un mecanismo de engranajes que emplea movimiento rotatorio (por ejemplo, proporcionado por una manivela) para ensamblar componentes modulares desde un espacio de almacenamiento, elevando una torre tubular; el proceso es reversible, y al invertir la dirección de entrada se desmonta la torre y se almacenan los componentes. En 2009, el Deutsches Museum restauró el modelo funcional original de Zuse a escala 1:30, que puede extenderse hasta una altura de 2,7  m. ^{[ 49 ]} Zuse pretendía que la construcción completa alcanzara una altura de 120  m y la concibió para su uso con generadores eólicos e instalaciones de transmisión de radio. ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 50 ] [ 1 ]}

Entre 1987 y 1989, Zuse recreó el Z1, sufriendo un infarto a mitad del proyecto. Costó 800.000 marcos alemanes (aproximadamente 500.000 dólares) y requirió el trabajo de cuatro personas (incluido Zuse) para su ensamblaje. La financiación de este proyecto de retrocomputación provino de Siemens y un consorcio de cinco empresas. ^{[ 51 ]} 

Konrad Zuse se casó con Gisela Brandes en enero de 1945. La ceremonia, que se celebró en un carruaje, fue organizada por él mismo con frac y sombrero de copa, mientras que Gisela lucía un velo nupcial, pues Zuse consideraba importante una "ceremonia noble". Su hijo Horst , el primero de cinco hijos, nació en noviembre de 1945.

Aunque Zuse nunca se afilió al Partido Nazi , no se sabe que expresara dudas o reparos sobre trabajar para el esfuerzo bélico nazi. Mucho después, sugirió que, en la actualidad, los mejores científicos e ingenieros suelen tener que elegir entre trabajar para intereses comerciales y militares más o menos cuestionables, en un pacto fáustico , o no dedicarse a su profesión en absoluto. ^{[ 52 ]}

Después de que Zuse se retiró, se centró en su pasatiempo de pintar. ^{[ 53 ]} Firmaba sus pinturas como "Kuno [von und zu] See".

Zuse era ateo . ^{[ 54 ] [ 27 ] : 12-13}

Zuse murió el 18 de diciembre de 1995 en Hünfeld , Hesse (cerca de Fulda ) a causa de una insuficiencia cardíaca. ^{[ 55 ]}

Zuse recibió varios premios por su trabajo:

• Werner von Siemens Ring en 1964 (junto con Fritz Leonhardt y Walter Schottky ) ^{[ 56 ]}
• Premio en memoria de Harry H. Goode en 1965 (junto con George Stibitz )
• Medalla Wilhelm Exner en 1969. ^{[ 4 ]}
• Bundesverdienstkreuz en 1972 – Gran Cruz al Mérito
• Premio de Miembro del Museo de Historia de la Computación en 1999 "por su invención de la primera computadora digital electromecánica controlada por programa y el primer lenguaje de programación de alto nivel, Plankalkül ". ^{[ 57 ]}

El Instituto Zuse de Berlín lleva su nombre en su honor.

La Medalla Konrad Zuse de la Gesellschaft für Informatik y la Medalla Konrad Zuse de la Zentralverband des Deutschen Baugewerbes (Asociación Central de la Construcción Alemana) llevan el nombre de Zuse.

Una réplica de la Z3, así como la Z4 original, se encuentran en el Deutsches Museum de Múnich. El Deutsches Technikmuseum de Berlín tiene una exposición dedicada a Zuse, donde se exhiben doce de sus máquinas, incluyendo una réplica de la Z1 y varias pinturas del artista.

El centenario de su nacimiento se celebró con exposiciones, conferencias y talleres. ^{[ 58 ] [ 59 ]}

• John Vincent Atanasoff – Pionero estadounidense de la informática (1903–1995) 
• Lista de inventores y descubridores alemanes
• Notación polaca inversa : notación matemática donde los operadores siguen a los operandos. 
• Máquina autorreplicante : dispositivo capaz de hacer copias de sí mismo. 
• Z5 (computadora) – Computadora de relés electromecánica alemana, 1953 
• Z23 (computadora) – Computadora transistorizada entregada entre 1961 y 1967. 
• Z25 (ordenador)
• Lista de pioneros en informática

• Zuse, Konrad. Herramienta de grabado direccional con control programable. Patente estadounidense 3163936.
• Patentes estadounidenses 3234819; 3306128; 3408483; 3356852; 3316442
• Jürgen Alex, Hermann Flessner, Wilhelm Mons, Horst Zuse: Konrad Zuse: Der Vater des Computers . Parzeller, Fulda 2000, ISBN 3-7900-0317-4
• Raúl Rojas (ed.): Die Rechenmaschinen von Konrad Zuse . Springer, Berlín 1998, ISBN 3-540-63461-4.
• Wilhelm Füßl (ed.): 100 años Konrad Zuse. Einblicke in den Nachlass , Múnich 2010, ISBN 978-3-940396-14-3.
• Jürgen Alex: "Wege und Irrwege des Konrad Zuse". En: Spektrum der Wissenschaft (edición alemana de Scientific American ) 1/1997, ISSN 0170-2971 . 
• Hadwig Dorsch: La primera computadora. Konrad Zuses Z1 – Berlín 1936. Beginn und Entwicklung einer technischen Revolution . Mit Beiträgen von Konrad Zuse und Otto Lührs. Museum für Verkehr und Technik, Berlín 1989.
• Clemens Kieser: "'Ich bin zu faul zum Rechnen': Konrad Zuses Computer Z22 im Zentrum für Kunst und Medientechnologie Karlsruhe". En: Denkmalpflege in Baden-Württemberg , 34/4/2005, Esslingen am Neckar, S. 180–184, ISSN 0342-0027 . 
• Mario G. Losano (ed.), Zuse. L'elaboratore nasce en Europa. Un secolo di calcolo automatico , Etas Libri, Milán 1975, págs.  XVIII-184.
• Arno Peters: Was ist und wie verwirklicht sich Computer-Sozialismus: Gespräche mit Konrad Zuse . Verlag Neues Leben, Berlín 2000, ISBN 3-355-01510-5.
• Paul Janositz: Informatik und Konrad Zuse: "Der Pionier des Computerbaus in Europa – Das verkannte Genie aus Adlershof". En: Der Tagesspiegel Nr. 19127, Berlín, 9 de marzo de 2006, Beilage página B3.
• Jürgen Alex: Zum Einfluß elementarer Sätze der mathematischen Logik bei Alfred Tarski auf the drei Computerkonzepte des Konrad Zuse . Universidad Técnica de Chemnitz 2006.
• Alex, Jürgen (2007). Zur Entstehung des Computers – Von Alfred Tarski zu Konrad Zuse […] – Tertium non datur . Düsseldorf, Alemania: VDI-Verlag . ISBN 978-3-18-150051-4ISSN 0082-2361​​ 
• Herbert Bruderer: Konrad Zuse und die Schweiz. Wer hat den Computer erfunden? Charles Babbage, Alan Turing und John von Neumann Oldenbourg Verlag, Múnich 2012, XXVI, 224 páginas, ISBN 978-3-486-71366-4
• Raúl Rojas : Los primeros ordenadores de Konrad Zuse. La búsqueda del ordenador en Alemania , Springer Nature Switzerland, Springer, Cham, 2023

• Archivo de Internet de Konrad Zuse
• Konrad Zuse y sus ordenadores, de la Technische Universität Berlin
• Konrad Zuse
• Konrad Zuse, inventor del primer ordenador programable funcional
• La tesis de Zuse sobre la física digital y el universo computable.
• Deutsches Technikmuseum Berlin Archivado el 1 de junio de 2020 en Wayback Machine.
• Museo Konrad Zuse Hoyerswerda. Archivado el 1 de junio de 2020 en Wayback Machine.
• Museo de Informática de Kiel Z11
• Museo de Informática de Kiel Z22
• Museo de Informática de Kiel Z25 en Wayback Machine (archivado el 25 de julio de 2011)
• Videoconferencia de Zuse donde se analiza la historia de Z1 a 4.
• Vídeo que muestra el modelo de la torre helicoidal en funcionamiento.
• La vida y obra de Konrad Zuse en Wayback Machine (archivado el 18 de abril de 2010) – Por Horst Zuse (hijo de Konrad Zuse); un relato histórico extenso y bien escrito.
• O'Connor, John J.; Robertson, Edmund F. , "Konrad Zuse" , Archivo MacTutor de Historia de las Matemáticas , Universidad de St Andrews