Ana sayfa 123. Sayı Konrad Zuse ve makineleri

Konrad Zuse ve makineleri

95
PAYLAŞ

Murat Naroğlu

Zuse 1934 civarında kendisine, bir hesap makinesinin hangi matematiksel soruları çözmesi gerektiğini sorar. 30 Ocak 1936 tarihli notunda, ideal bir hesap makinesinin mimarisi ve fonksiyonlarını tanımlar. 1936’da başladığı ve ailesinin oturma odasını atölye olarak kullandığı çalışmalarının meyvesi, 1938’de tamamlanan Z1 isimli hesap makinesidir. Dünyanın program kontrollü ilk bilgisayarıdır bu.

Berlin’in Kreuzberg isimli bölgesini 2011 Kasım ayında gezerken, buranın bilgisayar tarihindeki en önemli gelişmelerden birine tanıklık ettiğini bilmiyordum. Lisans derslerimden dolayı Aiken, Eckert, Babbage ama özellikle von Neumann ve Turing isimlerine alışıktım. Henüz Konrad Zuse’yi duymamış olduğumdan, “Küçük İstanbul” denilen Kreuzberg’te onun izini sürmem düşünülemezdi.

Zuse ve diğerleri

Dijital bilgisayarın Howard H. Aiken, John P. Eckert ve John Mauchly tarafından geliştirildiği şeklinde genel bir kabul vardır. Uzun bir süre, Zuse’nin ülkesi Almanya’da bile bilgisayarlara ABD’nin icadı gözüyle bakılmıştır. Bugün Der Vater des Computers (Bilgisayarın Atası) olarak tanınan Zuse, özellikle Amerika’da reddedilmiştir. Bilgisayar kavramı John von Neumann’a atfedilirken, bu durum sadece Zuse’ye değil diğer öncü Alman bilgisayarcılara da acı vermiş olsa gerek. Konunun derinlemesine tartışılmaya başlamasından sonradır ki, Almanların başarıları ABD’de dikkate alınmıştır. Ağustos 1998’de Berlin’de toplanan Dünya Matematik Kongresi’nin bir yan başlığı olarak, Paderborn’da Bilgisayar Tarihi konferansı yapılması bu bağlamda fazlasıyla önemlidir. Avrupa, ABD, Kanada ve Japonya’dan ünlü bilgisayar tarihçilerinin de katılımcı olduğu etkinliğin kapanış oturumu, bilgisayarın gelişiminde kilit adımı kimin attığı sorusuna yanıt bulmayı hedeflemiştir. Bilgisayar bilimcilerin yoğun tartışmaları neticesinde ezici çoğunluk, can alıcı katkıyı Zuse’nin yaptığına kanaat getirmiş, onun çalışmalarına hayranlık duyulduğu belirtilmiştir. Ölümünden sonra 1999’da Silikon Vadisi bünyesinde verilen bir ödülle, bu başarı tescillenmiş sayılır.

Konrad Zuse yeniden inşa edilmiş Z1 ile (1988).

Zuse’nin makinelerine geçmeden önce, ismini anmamız gereken pek çok kişi var elbette. Matematikçi ve filozof Blaise Pascal 1641’de, vergi tahsildarı olarak çalışan babasının işten tasarruf etmesini sağlamak amacıyla, mekanik olarak çalışabilecek, toplama ve çıkarma yapabilen bir hesap makinesi tasarlamıştı. Pascal’dan önce Schickard sonra ise Leibniz’in değerli katkıları reddedilemez. Charles Babbage, 19. yüzyılın ortalarında program kontrollü bir hesap makinesinin temel işleyiş metotlarını geliştirmiş ancak zamanının teknik olanakları, çalışır bir model inşa etmesine izin vermemişti. Isı iletimi ile ilgili tez çalışması sırasında Aiken, karşılaştığı diferansiyel eşitlikler ve hesaplamaların zorluğu karşısında yılmamış, 1944’te sunduğu hesap makinesiyle söz konusu problemlerin üstesinden gelmişti. Kurt Gödel’in teorik katkıları, Alan Turing’in makinesi, Atanasoff ve Berry’nin geliştirdiği bilgisayar, ENIAC, Colossus, Mark I ve diğerleri de göz ardı edilemez ancak Zuse ve makinelerinin yeri tüm bunlardan ayrıdır.

V’den Z’ye bir seri

Zuse, 22 Haziran 1910, Berlin-Wilmersdorf doğumludur. Makine mühendisliği okumaya başladıktan sonra mimarlığa geçiş yapar, ardından inşaat mühendisliğine kaydolarak buradan mezun olur. 1935’te eğitimini tamamlayınca Henschel uçak atölyesinde istatistikçi pozisyonunda göreve başlar.

Zuse’nin, bugünkü bilgisayarın geliştirilmesine yol açacak mantıksal ve teknik çabaları, 1934’e kadar uzanmaktadır. Babbage’in çalışmalarından henüz haberdar olmadığı yıllarda, bilimsel ve teknik hesaplamalar pek çok erkek ve kadın tarafından yapılmakta, yorucu bir kontrol sürecinden geçirilmektedir. Zuse 1934 civarında kendisine, bir hesap makinesinin hangi matematiksel soruları çözmesi gerektiğini sorar. 30 Ocak 1936 tarihli notunda, ideal bir hesap makinesinin mimarisi ve fonksiyonlarını tanımlar. Müthiş disiplinli bir babanın oğlu olarak, haftada 80 saate varan yoğun bir tempo yakalayan Zuse, bir buluşun sadece yüzde birinin dahice fikir ve ilhamdan oluştuğunu, geri kalanın sıkı bir çalışmadan ibaret olduğunu yazmıştır. 1936’da başladığı ve ailesinin oturma odasını atölye olarak kullandığı bu sürecin meyvesi, 1938’de tamamlanan Z1 isimli hesap makinesidir. (1) Dünyanın program kontrollü bu ilk bilgisayarı, neredeyse tüm odayı kaplamakta ve büyük bir gürültüyle çalışmaktadır. Dönemin onluk sisteminden farklı olarak ikili sistemi kullanan makinenin kontrol ve bellek birimleri ayrıdır. Zuse o yıllarda bir çalışma arkadaşına, makinesinin günün birinde dünya satranç şampiyonunu yeneceğini söyler. Z1, 1945’te von Neumann tarafından geliştirilecek olan mimari yapıya uymaktadır. Modern bilgisayarın mantıksal yapısının temel özellikleri karşılanmıştır. İlk Amerikan bilgisayarı olarak bilinen ve Aiken tarafından 1944’te geliştirilen Mark I programlanabilirdir ancak kontrol ve bellek birimleri ayrı değildir.

Z1, atölye olarak kullanılan oturma odasında.

Askere alınan Zuse, Z2’yi geliştirmeye ara vermek zorunda kalsa da 1940’ta makine hazırdır. Vakum tüpleri kullanması tavsiye edilmiş olsa da, ihtiyaç duyduğu kadarını bulması olanaksızdır.

Kreuzberg’te, 12 Mayıs 1941’de, dünyanın ilk serbestçe programlanabilir hesap makinesini tamamlar. İlk tam fonksiyonel, programlanabilir bilgisayar olarak da tanınan Z3, toplama, çıkarma, çarpma, bölme ve kök alma işlemlerini mümkün kılar. IBM’in 1401 modelinin, 60’ların ortalarında, çarpma ve bölme özelliklerini ek olarak sunabildiği düşünüldüğünde, Zuse’nin başarısı daha net ortaya çıkar. Bir toplama işlemi 0,7 saniye, çarpma işlemi 3 saniye sürmektedir. Saniyede 3-4 toplama ve çıkarma yapabildiği, çarpma işleminin 4 saniyeyi bulduğu örnekler de vardır. Atanasoff ve Berry’nin 1939 tarihli bilgisayarı saniyede 1 toplama işlemi yapabilmektedir. Z3, ikili kayan noktalı (binary floating point) sistemi kullanmaktadır. Z3’ü bugünkü bilgisayarlardan ayıran temel fark, program değişikliklerine izin veren bir dahili programa sahip olmamasıdır.

1942’de, daha hızlı işlem yapabilen Z4 tanıtılır. Zuse savaş sebebiyle, ihtiyaç duyduğu malzemeleri bulmakta zorlanınca, makineyi Berlin’den Göttingen’e taşımaya karar verir, ancak güvenlik sorunları ortaya çıkınca zorlu yeni yolculuklar yapar. Z4 son olarak, Avusturya sınırına yakın bir yerdeki Hinterstein’a götürülür.

Müttefik kuvvetler, savaş sonrasında aralarında Zuse’nin de bulunduğu Alman mühendislerle görüşmüş ancak Zuse’nin makinelerinin bilimsel anlamda bir değer taşıdığına ikna olmamışlardır. Zuse, 1945-6’daki teorik çalışmalarının sonucunda Plankalkül isimli, dünyanın ilk üst düzey programlama dilini geliştirir fakat teknik olanakların sınırlı oluşu, bir derleyici yazmasını engeller. Meşhur FORTRAN programlama dilinin kullanılmaya başlanması yaklaşık bir 10 yılı bulacaktır. Zuse, Plankalkül’ü kullanarak dünyanın ilk satranç programını tasarlar, 1958’de Z22’ye son hâlini verir. 1961’de ise, daha hızlı çalışmaya ve daha az yer kaplamaya olanak veren transistorların kullanıldığı Z23’ü bitirir.

Yeniden inşa edilmiş Z1 Berlin’de sergileniyor.

İş hayatı ve savaş sonrası

Savaş pek çok bilimsel-teknik gelişmeye yol açıp onları hızlandırmışsa da, Almanya’daki bilgisayar çalışmaları için bu geçerli değildir. Z1 ve Z2’nin yapımında 3. Reich’ın bir desteği olmamış, projeler kişisel çabalarla finanse edilmiştir. Dünyanın ilk bilgisayar firması yine Zuse’ye aittir. Zuse Apparatebau ve mühendislik bürosunun ardından, 1949’da Zuse KG vücut bulur. Firmanın, yeni özellikler ekleyerek 1950’de ETH Zürih’e teslim ettiği Z4, ilk ticari bilgisayar unvanıyla 1955’e kadar hizmette kalır. Zuse KG, 1964’te Brown Boveri & Co tarafından devralındıktan sonra Siemens’in bir parçası olur, Zuse ise danışman mühendis rolünü üstlenir.

Emekliliği sırasında Zuse ikinci aşkı resimle meşguldür, ancak bilgisayar çalışmalarından ayrı kalmaz. Savaş sırasındaki bombalı saldırılarda tahrip olan Z3’ü 1961’de, Z1’i ise 1985-1989 arasında yeniden inşa eder. (2)

Zuse’nin aldığı pek çok ödül arasında bir tanesi oldukça farklıdır. Hitler rejimine karşı mücadele eden ve yakalandıktan sonra idam edilen sosyal demokrat Wilhelm Leuschner nişanı, 1987’de kendisine takdim edilmiştir. 6 Eylül 1988’de Hünfeld’te Konrad Zuse adına bir dernek kurulur.

Ünlü informatikçi, bilişimci F. L. Bauer tarafından 20. yüzyılın en büyük düşünürleri arasında sayılan Zuse, 1993’te “Bilgisayar – Hayatım” ismiyle otobiyografisini yayımlar. 18 Aralık 1995’te Hünfeld’te (Almanya) yaşamı son bulur. Berlin ve Münih dışında, birkaç yıl yaşayıp okula gittiği Hoyerswerda’da (Almanya) anısına hem bir anıt dikilmiş hem de Konrad Zuse Müzesi açılmıştır. Zuse’nin ilk firması ise, Berlin’deki Methfesselstrasse 7 numaradadır. Meraklısı için şimdiden iyi yolculuklar dilerim.

Konrad Zuse Z3 ile.

Dipnotlar

1) Zuse’nin bu ilk makinesinin ismi aslında V-1’dir, yani Versuchsmodell-1 & Deneme modeli 1. Sonraki makineler ise V-2 ve V-3 olarak adlandırılmıştır, ancak arkadaşı Wernher von Braun tarafından geliştirilmiş bombalarla isim karışıklığı yaşanmasını engellemek için, savaş sonrası Z1, Z2, vb. kullanımlar tercih edilmiştir.

2) Z1 Berlin Alman Teknik Müzesi’nde, Z3 Münih Alman Müzesi’nde görülebilir.

Jürgen, A., Flessner, H., Mons, W., Pauli, K., Zuse, H., Konrad Zuse: Der Vater des Computers, Verlag Parzeller, 2000.