Mikä on maailman ensimmäinen tietokone?

Mikä on maailman ensimmäinen tietokone? Riippuu määritelmästä

Kysymys mikä on maailman ensimmäinen tietokone kiinnostaa monia tekniikan ystäviä, ja tämän historiallisen käsitteen tarkka ymmärtäminen auttaa välttämään yleisiä väärinkäsityksiä. Historiallisten faktojen syvällinen tunteminen estää virheellisten tietojen leviämisen keskusteluissa ja tarjoaa huomattavasti laajemman näkökulman nykyisen teknologiamme mielenkiintoisiin taustoihin. Jatka lukemista eteenpäin, niin hahmotat paremmin alan tärkeimmät teknologiset merkkipaalut.

Mikä on maailman ensimmäinen tietokone?

Kysymys maailman ensimmäisestä tietokoneesta voi liittyä moneen eri tekijään, sillä vastaus riippuu täysin siitä, miten tietokone määritellään. Yleisesti ottaen historian ensimmäisenä täysin elektronisena yleiskäyttöisenä tietokoneena pidetään yhdysvaltalaista ENIAC-konetta, joka valmistui syksyllä 1945. Jos taas etsitään ensimmäistä vapaasti ohjelmoitavaa digitaalista laitetta, katseet kääntyvät saksalaiseen Z1-koneeseen vuodelta 1938.

Monet meistä muistavat historiankirjoista Charles Babbagen nimen modernin tietokoneen isänä. Mutta tiesitkö, että hänen mekaaniset koneensa eivät koskaan valmistuneet hänen elinaikanaan? Kun itse aloin syventyä tietotekniikan historiaan vuosia sitten, hämmästyin siitä, miten monimutkainen tämä syntytarina todellisuudessa on. Kyseessä ei ollut yhden neron välähdys, vaan pitkä ketju epäonnistumisia, kokeiluja ja teknologisia hyppäyksiä. Matka mekaanisista ratastaajuuksista elektroniputkien loisteeseen vaati valtavasti työtä.

ENIAC - Ensimmäinen elektroninen jättiläinen

ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) edustaa modernin digitaalisen aikakauden todellista alkupistettä. Se kehitettiin Yhdysvalloissa Pennsylvanian yliopistossa alun perin armeijan tarpeisiin laskemaan tykistön ammusten lentoratoja. Kone oli toiminnassa syksystä 1945 aina lokakuuhun 1955 saakka, ja se muutti käsityksemme laskentanopeudesta pysyvästi.

Tämä laite oli fyysiseltä kooltaan käsittämätön peto, joka painoi noin 30 tonnia ja täytti yli 160 neliömetrin laajuisen huoneen. ENIAC sisälsi noin 18.000 elektroniputkea, 70.000 vastusta ja 10.000 kondensaattoria. Elektroniputkien ansiosta se kykeni suorittamaan jopa 5.000 yhteenlaskua sekunnissa, mikä teki siitä noin 1.000 kertaa nopeamman kuin mikään sen ajan mekaaninen laite. Koneen sähkönkulutus oli huikeat 150 kilowattia, ja urbaanin legendan mukaan Philadelphian kaupungin valot himmenivät aina, kun ENIAC käynnistettiin. Todellinen haaste oli kuitenkin ohjelmointi: kuuden naismatemaatikon tiimi joutui ohjelmoimaan koneen manuaalisesti kytkemällä satoja kaapeleita ja kääntämällä kytkimiä uudelleen jokaista uutta tehtävää varten.

Z1 - Konrad Zusen mekaaninen esikuva olohuoneessa

Ennen elektronisen ENIACin valmistumista saksalainen keksijä kuka keksi ensimmäisen tietokoneen rakensi jotain yhtä mullistavaa omassa olohuoneessaan. Vuosien 1936 ja 1938 välisenä aikana Berliinissä syntynyt Z1-kone oli milloin ensimmäinen tietokone keksittiin ja se oli maailman ensimmäinen vapaasti ohjelmoitava tietokone, joka hyödynsi binääristä liukulukuaritmetiikkaa ja Boolen logiikkaa.

Toisin kuin sähköllä toimiva ENIAC, Z1 oli lähes puhtaasti mekaaninen laite, jonka voimanlähteenä toimi sähkömoottori. Tiedonsiirto ja laskenta tapahtuivat sähkövirran sijaan noin 30.000 liikkuvan metallilevyn ja -tangon välityksellä, jotka liukuivat urissaan edustaen nollia ja ykkösiä. Kone luki käskynsä suoraan 35 millimetrin filmikauhan reikiin stanssatusta koodista. Sen mekaaninen muisti kykeni tallentamaan vain 64 sanaa, ja laitteen kellotaajuus oli vaatimaton yksi hertsi. Vaikka Z1 oli teoriassa loistava, käytännössä metalliosien pienetkin vääntymiset tekivät sen toiminnasta epäluotettavaa. Alkuperäinen kone ja sen piirustukset tuhoutuivat Berliinin pommituksissa joulukuussa 1943.

Seuraavaksi tarkastellaan, miten nämä kaksi historiallista laitetta eroavat toisistaan arkkitehtuuriltaan. Mutta sitä ennen on syytä kurkistaa vieläkin kauemmas historiaan. Tämän tekstin loppupuolella paljastan nimittäin antiikin aikaisen laitteen, joka haastaa käsityksemme tietotekniikan iästä.

Mekaanisen ja elektronisen tietokoneen erot

Mekaanisen ja täysin sähköisen tietokoneen välinen ero ei liity pelkästään käyttövoimaan, vaan ennen kaikkea suorituskykyyn ja arkkitehtuuriin. Siinä missä mekaaniset osat rajoittivat nopeuden sekuntitasolle, ensimmäinen sähköinen tietokone avasi ovet tuhansille operaatioille sekunnissa.

Antikytheran mekanismi - Antiikin analoginen tietokone

Kun puhutaan tietokoneista, harva mieltää niiden historiaa antiikin Kreikkaan. Silti noin vuosina 150-100 ennen Kristuksen syntymää rakennettu Antikytheran mekanismi tunnetaan nykyään maailman ensimmäisenä analogisena tietokoneena.

Tämä vuonna 1901 kreikkalaisen Antikytheran saaren edustalta uponneesta laivanhylkystä löytynyt laite hätkähdytti tutkijoita. Kenkälaatikon kokoisessa puukotelossa oli vähintään 30 pronssista hammasratasta, joiden avulla laskettiin auringon, kuun ja planeettojen liikkeitä sekä ennustettiin pimennyksiä. Laitteen tekninen taso oli niin hienostunut, että vastaavaa mekaanista koneistoa saatiin odottaa ihmiskunnan historiassa yli 1.000 vuotta aina mekaanisten katedraalikellojen tuloon asti.

ENIAC vs. Z1 - Kahden edelläkävijän vertailu

ENIAC (Elektronisesti toimiva)

• Noin 5.000 yhteenlaskua sekunnissa

• Käytti noin 18.000 elektroniputkea sähköiseen laskentaan

• Manuaalinen kaapeleiden kytkentä ja kytkimet

• Painoi 30 tonnia, täytti ison huoneen

Z1 (Mekaanisesti toimiva)

• Kellotaajuus vain noin yksi hertsi

• Koostui 30.000 liikkuvasta metallilevystä ilman sähkövirtaa

• Luki käskyt rei'itetyltä 35 mm filmiltä

• Mahtui valmistajansa Berliinin kodin olohuoneeseen

Konrad Zusen epätoivon hetket Berliinissä

Konrad, nuori saksalainen insinööri, kyllästyi vuonna 1936 käsin tehtäviin pitkiin staattisiin rakennelaskelmiin. Hän päätti rakentaa laskukoneen vanhempiensa olohuoneeseen Berliinissä, mutta rahoituksen puute ja materiaalien heikko saatavuus loivat heti suuria esteitä.

Hänen ensimmäinen yrityksensä oli leikata tuhansia metallilevyjä käsin ja kasata ne tankojen varaan. Mekaaniset osat jumiutuivat jatkuvasti, ja pienikin huonepöly tai ilmankosteuden muutos saattoi lukita koko koneiston kesken monimutkaisen laskutoimituksen.

Parin vuoden turhautumisen jälkeen Konrad tajusi, että pelkkä osien lisääminen ei auta, vaan metallilevyjen liukumekanismi vaatii äärimmäistä tarkkuutta ja säännöllistä öljyämistä. Hän alkoi käyttää hylättyä elokuvafilmiä ohjelmakoodin lukemiseen, mikä helpotti käskyjen syöttämistä.

Vuonna 1938 kone viimein pyörähti käyntiin yhden hertsin taajuudella, osoittaen binäärisen laskennan toimivuuden olohuoneen matolla ja luoden pohjan modernille arkkitehtuurille.