La computadora Z3

Las computadoras como las conoces hoy en día no fueron obra de la magia. Detrás de ellas hay varias décadas de desarrollos, con aciertos y errores.

Dentro de esta apasionante historia uno de los grandes hitos fue la creación de la computadora Z3, que fue desarrollada por Konrad Zuse en la década de los cuarenta.

Te estarás preguntando porqué la Z3 se diferencia de las máquinas que habían sido desarrolladas hasta el momento. Esto fue debido a que la Z3 fue la primera máquina programable y completamente automática.

Ten en cuenta que el hecho de ser programable y absolutamente automática son precisamente las características que definen a la computadora moderna.

Qué vas a encontrar aquí: Los orígenes de la Z3. Cómo funcionaba la Z3? Diferencias de las Z3 con otras máquinas.

Los orígenes de la computadora Z3 

El creador de la computadora Z3 fue el alemán Konrad Zuse, que en realidad antes de la creación de la Z3 ya había construido más de 250 computadoras, pero sería la Z3 la que se destacaría del resto.

Konrad Zuse nació el 22 de junio de 1910 en Berlín, y desde muy pequeño mostró una inteligencia superior, que lo llevaría a ser parte de los libros de la historia de la computación.

En el año 1935 se graduó como ingeniero civil en la Universidad Técnica de Berlín, y fue en esa etapa de estudiante que comenzó a cosechar la idea de desarrollar una máquina que le permitiera resolver cálculos.

Esto se debió a que durante sus estudios Zuse debía realizar gran cantidad de cálculos, los cuales realizaba a mano y ante esta situación en su mente comenzó a albergar la idea de poder crear una máquina capaz de llevar a cabo este tipo de operaciones de forma automática.

Mientras mantenía estas revolucionarias ideas, al graduarse Zuse ingresó a trabajar en la compañía Henschel & Sohn. El empleo sólo le duraría un año.

Abandonó la seguridad de un trabajo estable para embarcarse en su objetivo central: comenzar a diseñar y construir la máquina de sus sueños, una máquina programable.

No pasaría mucho tiempo para que Zuse desarrollara la primera calculadora mecánica binaria de programabilidad limitada, precisamente en 1936. Esta calculadora era capaz de leer las instrucciones desde una cinta perforada.

Aquella primera máquina para realizar cálculos fue bautizada por Zuse como la Z1.

Z1: Antecesora de la Z3

La máquina Z1 creada por Zuce en 1936 era básicamente una calculadora binaria y mecánica, y es considerada como la primera computadora mecánica desarrollada por el ingeniero alemán.

La Z1 funcionaba con electricidad y era programable, aunque de forma limitada. Para funcionar leía instrucciones que estaban previamente grabadas en una película de celuloide perforada.

Entre sus características destacables, la Z1 fue la primera computadora programable que utilizó lógica booleana y números de punto flotante binarios.

A pesar de ser un desarrollo verdaderamente innovador y revolucionario para su época, lo cierto es que la Z1 no era del todo fiable en las operaciones que realizaba.

Lo cierto es que la Z1 no llegó a poder funcionar correctamente. Muchos aseguran que esto se debió a la utilización de materiales de mala calidad para su construcción. No obstante, fue la máquina que luego le permitiría a Zuse continuar con sus desarrollos hasta llegar a la Z3.

La guerra y la creación de la Z3 

Siendo joven en plena Segunda Guerra Mundial, Zuse fue llamado a las filas del ejército alemán para ser parte de aquella contienda.

Sin embargo, el ingeniero alemán ofreció brindar sus conocimientos, librándose de esta forma de tener que luchar en el frente de batalla. Su función entonces se centró en el diseño y desarrollo de computadoras potentes y funcionales.

Con el total apoyo del Aerodynamische Versuchsanstalt (Instituto de Investigaciones Aerodinámicas), en los años siguientes Zuse logró diseñar y construir una versión mejorada de su primera Z1, a la cual bautizó como Z2.

La Z2 incluía circuitos eléctricos con relés, lo cual significó un cambio radical en comparación a la Z1. Sin embargo, con ello Zuse aún no había logrado crear lo que su mente tenía pensado.

Fue el 12 de mayo de 1941 cuando Zuse concluyó su nueva creación: el prototipo de la Z3.

Aquella sería la primera computadora programable y completamente automática de la historia.

Un dato curioso: Durante los bombardeos que se sucedieron en la ciudad de Berlín en diciembre de 1943, en plena Segunda Guerra Mundial, el prototipo de la Z3 fue destruido completamente, pero lograron sobrevivir sus planos de construcción, por lo que fue posible construir una réplica.

Si bien hoy no se encuentra en funcionamiento, existe una réplica exacta y totalmente funcional de la Z3 en exposición permanente en el Deutsches Museum, ubicado en la ciudad germana de Múnich.

Cómo funcionaba la Z3?

Como has podido ver, la Z3 es considerada la primera computadora programable y automática de toda la larga historia de la computación.

Ahora bien, te estarás preguntando ¿cómo funcionaba este revolucionario e innovador invento de Zuse?

En líneas generales, la Z3 era una máquina de tecnología electromecánica. Había sido construida con un total de 2.300 relés y poseía una frecuencia de reloj de entre 5 y 10 Hz.

Entre otras cosas, permitía una longitud de palabra de 22 bits. En ella se efectuaban los cálculos a través de la aritmética en coma flotante puramente binaria.

Permitía programación con bucles. Además contaba con memoria para almacenar sólo 64 palabras y con una unidad de cálculo.

Para poder almacenar los programas con los que solía trabajar, la Z3 poseía una cinta.

La Z3 permitía realizar tareas y cálculos muy complejos para la época, y lo más sorprendente es que lo hacía de forma automática.

En cuanto a su forma física, la Z3 era similar a un gran armario, pesaba 1 tonelada y en ella se incluían alrededor de 600 interruptores electromagnéticos telefónicos.

Diferencias de la Z3 con otras de su época

Hay cuestiones que han hecho que la Z3 se diferenciara notablemente de las máquinas que habían sido desarrolladas anteriormente o en la misma época.

Si la comparas con la primera computadora no programable, que había sido creada Wilhelm Schickard en 1623, la principal diferencia que existe es que la Z3 era programable.

Otro de los aspectos que diferencian a la Z3 del resto reside en que Zuse utilizó todos los conceptos que se habían desarrollado en teoría hasta el momento con respecto al formato de un sistema binario.

A tener en cuenta: El sistema binario había sido inventado 300 años atrás y en 1937 se introdujo la llamada álgebra booleana, pero fue Zuse en su Z3 quien pudo poner en práctica todos estos conceptos.

Se considera que Charles Babbage logró diseñar la primera computadora que podía ser controlada por programas. Al mismo tiempo se considera que Ada Lovelace, fue la primera programadora teórica pero que escribía programas para la máquina de Babbage que en ese momento no existía.

Por ello, lo cierto es que en definitiva Zuse fue el primer programador práctico, es decir que en su Z3 pudo poner todos estos conceptos en la práctica.

En el caso de la computadora ENIAC, que fue desarrollada 4 años después que la Z3, se trataba de una máquina que era decimal, mientras que la Z3 era binaria.

Además la Z3 funcionaba con programas de tarjetas perforadas.

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