Tranzistorski računalniki

V 50. letih se je v elektroniki zgodila resnično daljnosežna revolucija. Po izumu tranzistorja in njegovi postopni dovršitvi so nastali pogoji za nepričakovan tehnološki preskok na področju elektronskih naprav. Na podlagi izrazitih prednosti, od miniaturizacije in velikega napredka v zanesljivosti pa do zmanjšane porabe električne energije in zelo poceni izdelave, so tranzistorji hitro začeli nadomeščati vakuumske elektronke na vseh področjih elektronike, tudi v računalništvu.

Enota z magnetnim bobnom računalnika Zuse Z-23. Fotografiral Matthias Kabel. Deutsches museum Bonn.

Novi računalniki druge generacije, ki so se na trgu pojavili leta 1958, so bili veliko bolj zanesljivi in prilagodljivi, predvsem pa manjši, cenejši in uporabnejši. Postali so dostopni precej širšemu krogu uporabnikov. V razvitem svetu so bliskovito začeli nadomeščati prvo generacijo elektronskih računalnikov.

V Evropi so prve tranzistorske računalnike začeli izdelovati konec 50. let v angleškem podjetju Elliot. Njihov Elliot 803 je bil takrat med prvimi računalniki, ki so se uporabljali za vodenje industrijskih procesov. Zuse je v Nemčiji leta 1961 izdelal novi Z-23, tranzistorsko različico računalnika Z-22. Prve tranzistorske računalnike so izdelali tudi v italijanskem podjetju Ollivetti in francoskem podjetju Bull. Tranzistorji so omogočili razvoj prvih lastnih računalnikov na mnogih univerzah po svetu, tudi na oddelku za šibki tok (elektroniko) Fakultete za elektrotehniko v Ljubljani, kjer so s pionirskim delom na tem področju začeli konec 50-ih.

Z izdelavo univerzalnega računalnika se je takrat ukvarjal prof. dr. Jernej Virant, raziskave in razvoj pa so na fakulteti spodbujali tudi profesorji dr. Ludvik Gyergyek, dr. Mirjan Gruden, dr. Slavko Hodžar, dr. France Bremšak in dr. Silvin Leskovar. Na željo Iskre in Inštituta za elektrozveze (IEV) so na oddelku izdelali prve logične računalniške sklope iz domačih germanijevih tranzistorjev in diod. Iz Iskre so takrat celo pripeljali njihov elektronski računski stroj Remington Rand 409, da bi preučili njegovo sestavo. Leta 1961 so bili izdelani že vhodno-izhodna in pomnilniška enota ter celoten aritmetični del centralne enote računalnika. Še preden je bil računalnik dokončan, pa je sodelovanje zastalo zaradi Iskrine odločitve za licenčno proizvodnjo.

Iskra Z-23 (1964)

V Iskri so menili, da ne bi bilo niti racionalno niti mogoče organizirati programerske ekipe, ki bi v sprejemljivem časovnem in finančnem okviru lahko postavila še vso programsko osnovo nastajajočega domačega računalnika. Leta 1962 so zato kupili licenco za izdelavo računalnika Zuse Z-23. Tega je bilo po drugi strani mogoče takoj praktično uporabljati, in kar je bilo takrat zanje še pomembnejše, izvoziti in prodati. Prvi prototip so izdelali do konca leta 1964, nato pa še vsaj štiri računalnike. 80 odstotkov njihovih sestavnih delo je bilo Iskrine lastne izdelave, vključno z originalnim ohišjem računalnika, načrtovali pa so tudi izdelavo tranzistorjev in diod v novi tovarni polprevodnikov, ki so jo gradili v Trbovljah.

Računalniški muzej

Serijo o zgodovini računalništva v Sloveniji pripravlja Računalniški muzej (www.racunalniski-muzej.si), ki ima v bližini Kina Šiška v Ljubljani tudi svoje razstavne prostore. Tam si lahko v živo ogledate, kako so bili računalniki videti nekoč, in marsikaterega izmed njih tudi preizkusite.

Kar nekaj v muzeju razstavljenih predmetov izhaja iz Monitorjevega muzeja, ki smo ga pred leti predali v upravljanje računalniškemu muzeju skupnosti Kiberpipa, njegov naslednik pa je sedanji Računalniški muzej v Ljubljani.

Zgodovinska evidenca pri nas nameščenih in izdelanih naprav je na naslovu evidenca.muzej.si.

Računalnik Zuse Z-23 je leta 1963 nadomestil zmogljivejši Z-25. Po težavah z dolgovi in prevzemu podjetja Zuse leta 1964 pa so iz Nemčije nehali dobavljati bistvene dele za proizvodnjo računalnikov Z-23, zato so v Iskri proizvodnjo morali ustaviti. Računalnike so kupili Elektrotehniška fakulteta v Splitu, Računski center Zavoda za napredek produktivnosti dela v Zagrebu, Vojnotehnični inštitut Kragujevac in Atomski center v Vinči.

Računski center IMFM in Zuse Z-23 (1962)

Pri nas so na začetku 60-ih začeli z zamudo razpravljati tudi o nujnosti modernizacije računske tehnike, ki je bila še vedno na ravni računskih strojev. Pri Inštitutu za matematiko, fiziko in mehaniko (IMFM) v Ljubljani so leta 1961 ustanovili Računski center z namenom, da bi poskrbel za vzgojo strokovnih kadrov, za raziskave in razvoj teoretičnih matematičnih osnov računalništva ter za reševanje konkretnih matematičnih in programerskih problemov za znanost in gospodarstvo. Center je nekaj časa deloval brez lastne opreme, nato pa so po odločitvi Iskre za sodelovanje z nemškim podjetjem Zuse skupaj z Inštitutom Jožef Stefan kupili računalnik Zuse Z-23.

Računalnik Zuse Z-23 razstavljen v Zuse-Computer-Museum, Nemčija. Fotografiral Mr N, CC BY-SA 4.0, Wikimedia Commons.

Zuse Z-23 je bil 40-bitni računalnik srednje velikosti, sestavljen iz 2.300 tranzistorjev in 6.700 polprevodniških diod. Njegov glavni pomnilnik v obliki magnetnega bobna je obsegal 8.192 besed, kar je približno 40 KB, kratkoročni delovni pomnilnik s feritnimi jedri pa 256 besed, kar je približno 1,2 KB. Računalnik je bil relativno počasen, a je lahko reševal za ta čas zelo kompleksne naloge z več kot 80 neznankami hkrati. Programirali so ga najprej v simboličnem strojnem jeziku, kasneje pa je dobil prevajalnik za višji programski jezik Algol.

Kot vnosno napravo je Zuse Z-23 uporabljal teleprinter Siemens T-100. Računske naloge so v programskem jeziku najprej sestavili in zapisali na roke, nato pa s teleprinterjem pretipkali na petvrstične luknjane trakove. Programska navodila so se prek teleprinterja prenesla v pomnilnik računalnika, ki jih je nato izvajal po logičnem zaporedju in po zaključku rezultate izpisal na teleprinter ali risalnik.

Zametek računalniške dobe

Računalnik Zuse Z-23, ki so ga namestili novembra 1962 v Računskem centru IMFM v Ljubljani, z vsemi aktivnostmi centra za razvoj računalniške znanosti in širjenje računalniške kulture predstavlja pomembno prelomnico in zametek računalniške dobe pri nas.

Računalnik je bil dostopen le majhnemu krogu kvalificiranih programerjev matematikov. Do sredine leta 1963 je izpit za operaterja opravilo že devet matematikov, kar je zadoščalo, da so lahko polno zaposlili računalnik. Pod vodstvom prof. dr. Tomislava Skubica se je oblikovala ekipa večinoma mladih ljudi. Med njimi so bili Egon Zakrajšek, Zvonimir Bohte, Jože Vrabec, Janez Štalec, Marija Vencelj, Anton Suhadolc, Andrej Kmet in nekateri drugi. Za redno obratovanje računalnika sta skrbela Cveto Trampuž in Janez Grad.

Dejavnost Računskega centra (1962–1967)

Kar polovico obratovalnega časa so v petih letih namenili znanstvenoraziskovalnemu delu. Preučevali so numerične metode in izdelovali zahtevnejše programe za reševanje problemov iz algebre in matematične analize. Ukvarjali so se s strojnim programskim jezikom za računalnik, študirali njegove osnovne programe in logiko. Z vrsto priročnikov in študij so takrat postavili temelje računalništva pri nas.

Element s hitrim feritnim pomnilnikom za računalnik Z-23 izdelan v Iskri, okoli leta 1964. Primerek doniral in fotografiral Jure Špiler (z dovoljenjem).

Za tehnične ekspertize reševanja problemov za gospodarske organizacije so namenili približno četrtino časa. Reševali so probleme za podjetja, državne organe in javne institucije, tako pri nas kot tudi v drugih republikah. Spisek konkretnih praktičnih aplikacij je obsežen. Prizadevali so si, da bi z moderno računsko tehniko seznanili čim več zainteresiranih v gospodarstvu in državnih institucijah. Računalništvo takrat pri nas namreč še ni bilo uveljavljeno in njegove koristi splošno še niso bile prepoznane. Velike investicije v računalnike prav tako niso bile zlahka sprejete. Približno četrtino časa so namenili za delo s študenti z različnih fakultet in višjih šol. Daleč največ so ga?? uporabljali na matični Fakulteti za naravoslovje in tehniko, kjer je bil vpeljan pouk programiranja v učni načrt tehniške matematike, izurili pa so tudi nekaj odličnih programerjev.

Luknjalnik papirnega traku na vnosni enoti računalnika Zuse Z-23. Fotografiral Marcin Wichary.

V centru so bili prepričani, da kmalu po namestitvi en računalnik ne bo več zadoščal za vse znanstveno in tehnično delo, vendar pa do leta 1964 še vedno ni bil polno izkoriščen. Center se je ves čas soočal s finančnimi težavami, njegovo delovanje pa je vztrajno ustvarjalo dolgove. Inštitutu za matematiko, fiziko in mehaniko (IMFM) ni uspelo pokriti niti svojega dela kupnine, zato je računalnik takrat odplačal Inštitut Jožef Stefan(IJS). Do leta 1967 je bil iztrošen, zastarel in prepočasen za potrebe centra.

Viri in več informacij: Digitalna knjižnica Slovenije, dlib.si in spletna stran Računalniškega muzeja, racunalniski-muzej.si

Zahvaljujemo se NUKu in drugim za digitalizacijo gradiva.