Появление компьютера
Конрад Цузе (konrad zuse)
1941 г. Конрад Цузе изобрел и построил первый универсальный компьютер.
В Германии лидерство захватил Конрад Цузе. В 1941 г., почти за два года до того, как Марк-1 перелопатил первые числа, и вскоре после создания пробных моделей ZI и Z2, Цузе построил действующий компьютер - программно-управляемое устройство, основанное на двоичной системе счисления. Машина Z3 была значительно меньше машины Эйкена и гораздо дешевле в производстве. Впрочем, иначе и быть не могло. Хотя правительство и оказало некоторую поддержку Цузе, демобилизовав его через 6 месяцев из армии и предоставив ему должность инженера на одном из предприятий авиационной промышленности, основную часть работы над компьютером он проделал там же, где и начал ее, - в гостиной родительского дома.
 
Как машина Z3, так и ее «преемник» Z4 использовались для расчетов, связанных с конструированием самолетов и ракет. Цузе построил также несколько специализированных компьютеров; два из них помогали при оценке аэродинамических характеристик крыльев и рулей беспилотного, управляемого по радио самолета, который поступил в небольших количествах на вооружение германской армии в самом конце войны. Однако главный замысел Цузе не встретил поддержки со стороны правительства.

В 1942 г. он и австрийский инженер-электрик Хельмут Шрайер, который время от времени сотрудничал с Цузе, предложили создать компьютер принципиально нового типа. Они задумали перевести машину Z3 с электромеханических реле на вакуумные электронные лампы. В отличие от электромеханических переключателей электронные лампы не имеют движущихся частей; они управляются электрическим током исключительно электрическим способом. Машина, задуманная Цузе и Шрайером, должна была работать в тысячу раз быстрее, чем любая из машин, имевшихся в то время в Германии.

Но предложение инженеров отклонили. Война еще только начиналась, и Гитлер, уверенный в быстрой победе, наложил запрет на все долговременные научные разработки. «Нас спросили, когда наши машины заработают, вспоминал Цузе. - Мы ответили, что приблизительно года через два. На что было сказано, что война к тому времени успешно закончится». Говоря о потенциальных сферах применения своего быстродействующего компьютера, Цузе и Шрайер отмечали возможность его использования для расшифровки закодированных сообщений, передаваемых британским командованием по рациям. Тогда еще никто не знал, что англичане уже разрабатывали машину для той же цели.

В отличие от полукустарной работы Цузе в Берлине английский проект относился к разработкам самого высокого приоритета; он осуществлялся в рамках проекта «Ультра», целью которого был поиск способов расшифровки секретных немецких кодов. Идея проекта «Ультра» зародилась после весьма успешной операции, проведенной польской разведкой. Еще до оккупации Польши Германией в 1939 г. поляки умудрились создать точную копию немецкого шифровального аппарата «Загадка» и переправить его в Англию вместе с описанием принципа работы.

Аппарат «Загадка» представлял собой электромеханический телепринтер, в котором шифровка сообщений производилась случайным поворотом рычагов. Отправитель настраивал телепринтер на определенный ключ, вставлял набор штырьков в ячейки (подобно тому как это делается на телефонном коммутаторе) в соответствии с определенной схемой и печатал сообщение. После этого машина автоматически передавала сообщение в зашифрованном виде. Кроме этого поляки ничего не могли сказать англичанам. Без ключа и схемы коммутации (их немцы меняли три раза в день) даже использование в качестве приемника еще одного устройства типа «Загадки» было бесполезно.
 
Алан Тьюринг (Alan Turing)
1936 г. Алан Тьюринг опубликовал свою основополагающую работу «О вычислимых числах».
В надежде раскрыть секрет «Загадки» британская разведка собрала группу блестящих и несколько эксцентричных ученых и поселила их в Блетчли-Парке, обширном имении викторианской эпохи, расположенном неподалеку от Лондона, изолировав от остального мира. Среди «засекреченных парней» были представители различных специальностей - от инженеров до профессоров литературы. Входил в эту группу и математик Алан Тьюринг.


Неиссякаемый источник смелых и оригинальных идей, теоретик из Кембриджского университета, Тьюринг, наверное, был наиболее эксцентричным и, несомненно, самым одаренным членом группы. «Что-то вроде Шелли в науке», - охарактеризовал его один из коллег. Длинноволосый симпатичный молодой человек, всегда в помятом костюме, он не скрывал своих весьма нетрадиционных взглядов, например неверия в бога и т. д. Мать Тьюринга вспоминала, что он «ужасно заикался, а его смех напоминал воронье карканье и раздражал даже самых добрых друзей».

О чудачествах Тьюринга ходили легенды. Говорили, что в бытность в Кембридже он никогда не ставил часы по сигналам точного времени и ни у кого не спрашивал, который час, а, отмечая положение определенной звезды, вычислял время в уме. В Блетчли-Парке он ездил на работу на велосипеде, часто надевая противогаз, чтобы избежать аллергии в период цветения трав. Однажды Тьюринг, обеспокоенный падением курса английского фунта, расплавил некоторое количество серебряных монет и закопал слиток на территории парка, но сразу же забыл, где именно.

Гениальность Тьюринга не вызывала сомнений. В 1936 г. в возрасте 24 лет он написал работу, которой суждено было сыграть исключительно важную роль в развитии вычислительной математики и информатики. Работа касалась очень трудной проблемы математической логики - описания задач, которые не удавалось решить даже теоретически. Пытаясь найти такое описание, Тьюринг использовал в качестве вспомогательного средства мощное, хотя и существующее лишь в его воображении, вычислительное устройство, в котором он предвосхитил ключевые свойства современного компьютера.

Тьюринг назвал свое абстрактное механическое устройство «универсальная машина», поскольку она должна была справляться с любой допустимой, т.е. теоретически разрешимой, задачей - математической или логической. Данные должны были вводиться в машину на бумажной ленте, поделенной на клетки-ячейки. Каждая такая ячейка либо содержала символ, либо была пустой. Машина не только могла обрабатывать записанные на ленте символы, но и изменять их, стирая старые и записывая новые в соответствии с инструкциями, хранимыми в ее внутренней памяти.

Некоторые идеи Тьюринга были в конечном счете воплощены в реальных машинах, построенных в Блетчли-Парке. Сначала удалось создать несколько дешифраторов, в которых использовались электромеханические переключатели такого же типа, как у Конрада Цузе в Берлине, Джона Стибица в Bell Laboratories «Белл телефон лабораторис» и Говарда Эйкена в Гарвардском университете. Эти машины работали по существу «методом проб и ошибок», перебирая до бесконечности всевозможные комбинации из символов немецкого кода, пока не возникал какой-нибудь осмысленный фрагмент. Однако в конце 1943 г. «затворники» Блетчли-Парка сумели построить гораздо более мощные машины. Вместо электромеханических реле в них содержалось около 2000 электронных вакуумных ламп. Примечательно, что именно такую технологию предлагал Цузе для создания новой машины, признанной в Германии нецелесообразной. Даже количество ламп было то же самое. Англичане назвали новую машину «Колосс».

Тысячи перехваченных за день неприятельских сообщений вводились в память «Колосса» так, как это предлагал Алан Тьюринг, - в виде символов, закодированных на перфоленте. Ленту вводили в фотоэлектрическое считывающее устройство, которое сканировало ее с удивительной скоростью - 5000 символов в секунду, после чего в поисках соответствия машина сопоставляла зашифрованное сообщение с уже известными кодами «Загадки». Каждая машина имела пять считывающих устройств, в результате за секунду обрабатывалось поразительное количество информации: около 25000 символов.
 Колосс1943 г. «Колосс» принялся за работу, пытаясь расшифровать секретные немецкие коды. 
 
Работа засекреченной группы в Блетчли-Парке носила коллективный характер, и роль Тьюринга в создании «Колосс» и других дешифрующих устройств до сих пор, спустя полвека, хранится в тайне, как это предписывается британским законом о государственной безопасности. «Я не хочу сказать, что мы выиграли войну благодаря Тьюрингу, - говорил впоследствии И. ДЖ. Гуд, математик, работавший под его руководством, - но беру на себя смелость сказать, что без него мы могли бы ее и проиграть».

Хотя использование вакуумных ламп ознаменовало крупный шаг вперед в развитии вычислительной техники, «Колосс» все же был специализированной машиной, применение которой ограничивал ось расшифровкой секретных кодов. Однако на другом берегу Атлантического океана, в Филадельфии, потребности военного времени способствовали появлению устройства, которое по принципам работы и применению было уже ближе к теоретической универсальной машине Тьюринга.