6. FUNK.TAG in Kassel am 27.04.2024

Wir hatten damals den Brief so interpretiert, dass die Schaltbilder nicht verfügbar sind und das Projekt wurde aufgegeben. War wahrscheinlich eine Fehlinterpretation. Leider gab es damals noch kein GOOGLE.

 

Im April dieses Jahres gab es die zweite Gelegenheit. Die Universität Erlangen feierte die Restaurierung der Z23. Dieser Rechner ist nun wieder voll funktionsfähig und wurde einem großen Publikum vorgeführt. Professor Hort Zuse hat hierzu einen Vortrag über den von ihm durchgeführten Nachbau der Z3 gehalten. Da sah ich meine Chance und habe nach dem Vortrag  Professor Zuse angesprochen ob er mir ob er mir einen Tipp geben kann wie man sich die Schaltbilder der Zuse Z3 besorgen kann. Seine Empfehlung war das von Prof. Rojas heraus gebrachtes neues Buch „Die Rechenmaschinen von Konrad Zuse  “. Nach Nachforschungen im Internet bekam ich den Eindruck, dass hier im Wesentlichen die Teilschaltungen aus Zuses Patenanmeldungen beschrieben werden und keine Gesamtschaltung der Z3 . Nachdem mir mein Funkfreund Klaus DJ6LB das Buch aus der Uni-Bibliothek besorgt hatte wurde dies bestätigt. Das Buch war für einen direkten Nachbau nicht ausreichend. Hilfreich ist das Buch trotzdem, da viele Erklärungen der Funktionen vorhanden waren.

Nun der 3. Versuch, ich brauche die kompletten Schaltungsunterlagen. Inzwischen gibt es ja das Internet, und da hatte Horst DL1HO einen vollständigen Satz der Z3-Schaltpläne gefunden. Diese Schaltpläne wurden gezeichnet als Konrad Zuse einen Nachbau der Z3 für das Deutsche Museum in München erstellte. Die originale Rechner Z3 wurde während des 2.Weltkrieges 1943 samt allen Schaltunterlagen zerstört. Konrad Zuse musste nach seinen Erinnerungen die Schaltpläne neu erstellen. Hilfreich dabei  waren, die bereits oben erwähnten, ausführlichen Patentanmeldungen von 1936 bis 1944.

Nun konntw mich nichts mehr an der Realisierung der Zuse Z3 hindern.

Aber vorher ein paar Worte über Konrad Zuse und seinen Rechner.

Konrad Zuse

Konrad Zuse hatte sein Studium als Bauingenieur abgeschlossen und arbeitete als Statiker bei den Henschel-Flugzeug-Werken in Berlin-Schönefeld. Da bei seiner Tätigkeit viele gleichartige Berechnungen durchzuführen waren, kam er zu der Überzeugung, dass dies automatisiert werden sollte. Sein erster Rechner die Z1 entwickelte er ab 1936 und er wurde 1938 fertig gestellt. Er hatte ein rein mechanisches Rechenwerk. Um Platz für die Konstruktion und Aufbau des neuen Rechners zu bekommen, haben seine Eltern ihr Wohnzimmer ausgeräumt. Der erste Rechner die Zuse Z1 war voll mechanisch realisiert. Das Rechenprogramm wurde über einen 35mm-Filmstreifen mit 8-Lochkodierung in den Rechner eingelesen und die Berechnung mit verschiebbaren Blechen durchgeführt. Die Rechenoperationen wurden in Festpunkt-Arithmetik durch geführt. Bereits dieser ersten Rechner enthielt alle Grundprinzipen, die auch bei den nachfolgenden Rechnern mit Relais beibehalten wurden und auch heute noch ihre Gültigkeit haben. Leider war die Z1 relativ unzuverlässig. Nun baute Konrad Zuse Z2, die bereits elektromechanisch war und aus gebrauchten Postrelais bestand. Die nachfolgende Z3 gilt als erster voll funktionsfähiger programmierbarer Rechner. Es gibt es jedoch Gegenmeinungen, hautsächlich aus England und den USA.

Die Frage dabei ist, welche Eigenschaften muss ein richtiger Rechner erfüllen, darf ein Rechner mit elektromechanischen Relais aufgebaut sein oder müssen es elektronische Bauteile (Röhren) sein?

 

Funktionsvergleich der frühesten Rechner

Computer

Land

Inbetrieb-nahme

Gleitkomma-
arithmetik

Binär

Elektronisch

Programmierbar

Turingmächtig

Zuse Z3

Deutschland

Mai 1941

Ja

Ja

Nein

Ja, mit Lochstreifen

jein

Atanasoff-Berry-Computer

USA

Sommer 1941

Nein

Ja

Ja

Nein

Nein

Mark I

USA

1944

Nein

Nein

Nein

Ja, mit Lochstreifen

Ja

Zuse Z4

Deutschland

März 1945

Ja

Ja

Nein

Ja, mit Lochstreifen

Ja

ENIAC

USA

1946

Nein

Nein

Ja

Teilweise, durch Neuverkabelung

Ja

ENIAC

USA

1948

Nein

Nein

Ja

Ja, mit einer Matrix aus Widerständen

Ja

 

Ein weiterer wesentlicher Streitpunkt ist ob die Z3 turningmächig (bedingte Sprünge) ist. Erst im Nachhinein wurde festgestellt, dass mit der Z3 mittels eines Tricks bedingte Abbrüche möglich sind. Dieser Umstand war von Zuse nicht geplant und nie ausgenutzt. Was mich an der Z3 begeistert, ist der Umstand, dass sie binär rechnet und dass sie fortschrittliche Gleitkomma-Operationen ausführen kann. Gerade das sind Eigenschaften, die bei den anderen Rechnern erst viele Jahre später realisiert wurden.  Auch der Siemensrechner 2002 von 1958 hat noch dezimal gerechnet.

Bei der Fa.  Zuse wurden bis 1956 nur  Rechner mit Relais gebaut. 1957 kam die Zuse Z22 mit elektronischen Röhren und einem Kernspeicher auf dem Markt. 1958 wurde der erste Rechner Z23 mit Halbleitern ausgeliefert.

An diesem Rechner Z23 konnte ich 1968 während meines Studiums am Ohm-Polytechnikum Nürnberg programmieren.

Die Rechner Z1, Z2 und Z3 wurden währen des Krieges in Berlin durch Bomben zerstört. Die Z4 konnte noch rechtzeitig in Süddeutschland in Sicherheit gebracht werden. Sie wurde ab 1950 in der Schweiz kommerziell eingesetzt.Leider ist die Fa. Zuse 1967in Konkurs gegangen. Sie Wurde im Endeffekt von Siemens übernommen. Der Name Zuse als Firma ist damit verschwunden.

 

Realisierung der Z3

Nun komme ich zurück zu dem Objekt meines Interesses, die Zuse Z3.

Datenblatt

 

der Zuse Z3

 

 

 

Technik

 

600 Relais Rechenwerk,

1600 Relais im Speicherwerk einschließlich Adressdecodierer

Taktfrequenz

 

5 Hertz

Rechenwerk

Operationszeiten

 

Gleitkommarechenwerk

3 Takte Addition, 0.7 Sek

bis 5 Takte Subtraktion, bis 1 Sek

16 Takte Multiplikation, 3.2 Sek

18 Takte Division, 3.6 Sek

20 Takte Quadratwurzel, 4 Sek

bis 42 Takte Konvertierung von Dezimal nach Binär, bis 8.4 Sek

 

 

 

Eingabe

 

Dezimaltastatur  4 Dezimalstellen mit Kommaeingabe

Ausgabe

 

Lampenanzeige, 4 Dezimalstellen mit Kommaanzeige

Wortlänge

 

22 Bit, Mantisse 14Stellen, Exponent 7 Stellen, 1 Stelle VZ

 

 

 

Anzahl Schrittschalter

 

8 für Mikroprogrammsteuerung im Gleitkommarechenwerk

Speicheraufbau

 

1400 Relais, 64 Worte à 22 Bit

Leistungsaufnahme

 

Ca. 4000 Watt

Gewicht

 

Ca. 1000 kg

Einsatzgebiet

 

Flugzeug-Flügelberechnungen (Flatterproblem)

 

 

 

 

 

 

Kommentare

 

Die Z3 ist der erste funktionierende programmgesteuerte Rechner der Welt. Die Z3 wurde 1944 durch Bomben zerstört, Methfesselstraße 7/10 in Berlin-Kreuzberg. Ein Nachbau der Z3 steht im Deutschen Museum in München.

 

 

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