Konrad Zuse

L'invention de l'ordinateur (c'est-à-dire d'un calculateur universel à programme enregistré) fut longtemps attribuée à l'Américain Howard Hathaway Aiken, concepteur de l'IBM Automatic Sequence Controlled Calculator, machine entièrement électromécanique achevée en janvier 1943 et plus connue sous le nom de Harvard Mark I. Mais, en 1962, Aiken reconnaîtra que l'Allemand Zuse l'avait devancé et devait être considéré comme le véritable père de l'ordinateur.

Konrad Zuse naît le 22 juin 1910 à Berlin. Il effectue des études d'ingénieur des travaux publics à la Technische Hochschule de Charlottenburg. En 1936, il imagine un calculateur à mémoire mécanique et à logique binaire piloté par un ruban perforé porteur d'une séquence d'instructions. Notons que les idées sur lesquelles repose cette conception d'un calculateur universel à programme enregistré ont été formulées, pour certaines, depuis fort longtemps – une forme de codage binaire par Leibniz, la commande par programme par l'Anglais Charles Babbage au XIXe siècle et les représentations des nombres dites en virgule flottante par l'Espagnol Leonardo Torres Quevedo au début du XXe siècle –, mais le mérite revient à Zuse d'avoir été le premier à rassembler et, surtout, à concrétiser ces idées.

 

Zuse et une réplique du Z1

Zuse construit dans le living room de ses parents à Berlin, entre 1936  et 1938 son premier calculateur, entièrement mécanique, le Z1 (photo ci-contre). Cette machine était composée d'une unité mémoire et d'une unité arithmétique à logique binaire de seize mots ; L'espace de stockage mémoire était piloté par un sélecteur permettant de se positionner à l'endroit voulu. Le sélecteur était lui même commandé par une unité de contrôle renfermant le plan ou programme de calcul. Les valeurs des variables étaient extraites de la mémoire et transférées vers une unité arithmétique chargée d'effectuer leur addition, soustraction, multiplication et division et d'en retransférer le résultat vers un registre de la mémoire. son fonctionnement ne lui donnant pas entièrement satisfaction, Zuse entreprend de construire une nouvelle machine avec une arithmétique binaire à virgule dite fixe, reprenant la mémoire mécanique du Z1 mais, pour le reste, des relais électriques provenant de matériels téléphoniques. Le Z2 se révèle, lui aussi, inadapté à un emploi pratique.

Dès cette époque, un autre ingénieur, Helmut Schreier, travaille avec Zuse sur une version électronique du Z1 ; ils construisent une machine comportant environ cent tubes électroniques, mais leur proposition faite au gouvernement de construire un calculateur à mille cinq cents tubes est rejetée, et ces travaux sont interrompus en 1942.

Au début de 1939, Zuse avait été rappelé au service militaire, mais il réussira à en être libéré au bout d'un an. Il reçoit alors, d'une agence dépendant de l'industrie aéronautique, une subvention qui va lui permettre de construire le Z3, un calculateur binaire comportant 2 600 relais électromagnétiques, avec une mémoire de 64 mots de 22 bits (0 ou 1). C'est ce calculateur, présenté le 12 mai 1941, qui peut être considéré comme le premier des ordinateurs. Il effectue des additions, des soustractions, des multiplications, des divisions et des extractions de racines carrées en quelques secondes ; son calculateur intégrait déjà l'arithmétique binaire à virgule flottante. La machine est pilotée par un ruban (en fait, des pellicules cinématographiques de rebut) portant les instructions sous la forme d'une combinaison de perforations.  

Zuse construira aussi deux calculateurs spécialisés à programme fixe, utilisés pour les calculs de profils d'ailes d'avion. Le premier sera utilisé pendant deux ans dans les ateliers aéronautiques Henschel, avant d'être détruit lors d'un bombardement.

Après l'achèvement du Z3 commença la conception d'une version améliorée, le Z4, principalement électromécanique (Zuse souhaitait remplacer les relais par des composants électroniques, mais il se trouva confronté à des problèmes d'approvisionnement), mais avec une mémoire binaire entièrement mécanique, semblable à celles des Z1 et Z2. Le Z4 ne sera achevé qu'après la fin des hostilités et sera utilisé à l'Eidgenössische Technische Hochschule (E.T.H.) de Zurich. Les autres machines disparurent durant la Seconde Guerre mondiale (une réplique du Z3 est exposée au Deutsches Museum, à Munich). Commandé par l'armée des États-Unis en 1943 pour effectuer des calculs de balistique, il remplaçait le travail de 200 personnes qui auparavant étaient chargées de calculer les tables de tir. Il occupait 23 m3, pesait 30 tonnes et coûtait 500 000 dollars.

Le Z4 fit l'objet en 1947 d'un rapport pour le compte de l'U.S. Naval Research Laboratory. Aux États-Unis, les premiers travaux sur les calculateurs numériques électroniques avaient été effectués par John V. Atanasoff dans le milieu des années 1930, et George Stibitz avait commencé en 1937 à dessiner des circuits pour l'addition, la multiplication et la division en binaire ; par ailleurs, les Américains disposaient, depuis octobre 1945, de l'ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer), un calculateur entièrement électronique. Cependant, l'E.T.H. développera à la fin des années 1940 un calculateur universel, l'ERMETH (Elektronische Rechen Maschine E.T.H.), dans la conception duquel figuraient quelques idées utilisées dans le Z4.

Mais le Z4 – comme le Harvard Mark I – représentait le chant du cygne des machines électromécaniques : l'électronique seule permettra la révolution informatique.

Après la guerre, Zuse fonde une société dévolue à la construction de calculateurs, Zuse K.G., qui sera absorbée par la firme Siemens. En 1946, il développe un des premiers langages informatiques, Plankalkül, dans lequel sont esquissées les notations qui seront utilisées dans les langages de programmation ultérieurs. Il meurt le 18 décembre 1995 à Hünfeld, près de Fulda, dans le Land de Hesse.