Jak narodził się pierwszy polski komputer XYZ – historia, rozwój i znaczenie dla informatyki

Historia informatyki to opowieść o wynalazkach, które zmieniły sposób, w jaki człowiek myśli, liczy i rozwiązuje problemy. Zanim w Polsce uruchomiono komputer XYZ, świat zdążył poznać już pierwsze maszyny liczące – niemiecki Z3, brytyjski Colossus i amerykański ENIAC. Każdy z tych komputerów był krokiem milowym w rozwoju technologii cyfrowej i przyczynił się do powstania kolejnych konstrukcji, w tym pierwszych maszyn zaprojektowanych przez polskich inżynierów.

To właśnie z tych doświadczeń narodziła się w Polsce idea budowy własnego komputera cyfrowego – Uniwersalnej Maszyny XYZ, uruchomionej w 1958 roku w warszawskim Zakładzie Aparatów Matematycznych PAN. Był to początek nowej epoki, w której Polska dołączyła do światowej czołówki twórców technologii obliczeniowej.

Pionierzy ery komputerów – Z3, Colossus i ENIAC

Choć amerykański ENIAC często uznawany jest za pierwszy komputer świata, fakty pokazują, że jego poprzednikami były wcześniejsze konstrukcje. Niemiecki Z3, stworzony przez Konrada Zuse w 1941 roku, był pierwszym działającym, w pełni programowalnym komputerem cyfrowym. Wykorzystywał przekaźniki elektromagnetyczne i program wczytywany z perforowanej taśmy filmowej.

Kilka lat później, w 1943 roku, w brytyjskim Bletchley Park powstał Colossus – komputer elektroniczny, zaprojektowany przez Toma Flowersa do łamania szyfrów niemieckiej maszyny Lorenz. Colossus nie był komputerem uniwersalnym, ale zapoczątkował erę elektroniki w przetwarzaniu danych.

Dopiero w 1945 roku Amerykanie zaprezentowali ENIAC, zbudowany przez Johna Mauchly’ego i Prespera Eckerta. Ważył 27 ton, zawierał ponad 17 000 lamp elektronowych i potrafił wykonywać tysiące operacji na sekundę. Był pierwszym komputerem elektronicznym ogólnego przeznaczenia, który można było zaprogramować do różnych zadań.

Najważniejsze komputery XX wieku w jednym zestawieniu

EDSAC – pierwszy komputer z pamięcią programu

Po ENIAC-u nastąpił kolejny przełom – EDSAC (Electronic Delay Storage Automatic Calculator), uruchomiony 6 maja 1949 roku na Uniwersytecie Cambridge przez Maurice’a Wilkesa. Był to pierwszy komputer na świecie, który wykorzystywał architekturę programu przechowywanego w pamięci (stored-program concept), opisaną wcześniej przez Johna von Neumanna. W odróżnieniu od ENIAC-a, który wymagał ręcznego ustawiania kabli, EDSAC potrafił zapisywać i wykonywać programy bezpośrednio z pamięci operacyjnej — rozwiązanie, które stało się standardem w całej późniejszej informatyce.

Maszyna wykorzystywała około 3000 lamp elektronowych, działała z częstotliwością zegara 500 kHz i korzystała z pamięci rtęciowej (delay line) o pojemności 1024 słów 17-bitowych. Potrafiła wykonywać około 650 instrukcji na sekundę, a dane wprowadzano z taśmy perforowanej. EDSAC był pierwszym komputerem z assemblerem – symbolicznym językiem programowania, który zastępował kod maszynowy prostymi instrukcjami tekstowymi.

To właśnie na EDSAC-u naukowcy z Cambridge uruchomili pierwsze praktyczne programy naukowe i jedną z pierwszych gier komputerowych – „OXO” (kółko i krzyżyk), opracowaną przez A.S. Douglasa w 1952 roku. Co ciekawe, podobny program powstał kilka lat później na polskim komputerze XYZ – pokazując, jak szybko rozwijała się interakcja człowieka z maszyną.

EDSAC stanowił pomost między ENIAC-em a nowoczesnymi komputerami, ponieważ jako pierwszy realizował ideę von Neumanna. Jego konstrukcja była wzorem dla kolejnych maszyn, m.in. amerykańskiego EDVAC oraz pierwszych polskich projektów cyfrowych. Właśnie dzięki EDSAC-owi możliwe stało się stworzenie komputerów z pamięcią programu, takich jak XYZ, który kontynuował tę koncepcję niemal dekadę później.

Kto stworzył komputer XYZ?

Za powstanie komputera XYZ odpowiadał zespół inżynierów i matematyków z Zakładu Aparatów Matematycznych Polskiej Akademii Nauk (ZAM PAN) w Warszawie. Pracami kierował Leon Łukaszewicz, doświadczony elektronik i pionier polskiej informatyki, a jego najbliższym współpracownikiem był Zygmunt Sawicki, specjalista od układów logicznych. Zespół tworzyli także m.in. Romuald Marczyński – konstruktor pamięci operacyjnej, Mirosław Krajewski – odpowiedzialny za układy wejścia-wyjścia, oraz Bogdan Miś, który opracował pierwsze programy demonstracyjne, w tym słynną grę „Kółko i krzyżyk”. Prace prowadzono w trudnych warunkach – w laboratoriach pozbawionych nowoczesnych narzędzi pomiarowych i dostępu do zachodnich podzespołów, które wówczas objęte były embargiem.

Mimo tych ograniczeń, zespół ZAM PAN zdołał stworzyć w pełni działającą maszynę cyfrową, która dorównywała technicznie zagranicznym komputerom z końca lat 50. Praca nad XYZ była przedsięwzięciem interdyscyplinarnym, łączącym elektronikę, matematykę, logikę i inżynierię systemów. Każdy element – od zasilania, przez logikę przetwarzania, po konstrukcję pamięci – opracowano w kraju, często eksperymentalnie. Zespół wypracował też model współpracy między nauką a przemysłem, który później wykorzystano przy produkcji serii ZAM-2, UMC-1 i Odra. W ten sposób twórcy XYZ nie tylko zbudowali pierwszy polski komputer, lecz także stworzyli podstawy krajowej szkoły informatyki.

XYZ – pierwszy polski komputer cyfrowy

Budowa komputera XYZ trwała ponad dwa lata. Zespół konstruktorów pracował równolegle nad projektowaniem podzespołów, testowaniem układów logicznych i opracowaniem systemu sterowania. Jesienią 1958 roku w Warszawie uruchomiono pierwszą w pełni działającą jednostkę, co uznano za narodziny polskiej informatyki. W odróżnieniu od wcześniejszych prototypów, XYZ był komputerem w pełni elektronicznym – korzystał z układów przerzutników dynamicznych, które stabilizowały przebieg impulsów i umożliwiały wielogodzinną pracę bez przegrzewania. Było to rozwiązanie nowatorskie na tle ówczesnych konstrukcji bloku wschodniego.

W komputerze zastosowano około 4000 lamp elektronowych i 2000 diod germanowych – elementów, które decydowały o jego wydajności i energooszczędności. Zastąpienie tradycyjnych diod próżniowych germanowymi pozwoliło zredukować zużycie energii i zwiększyć niezawodność, co było ogromnym osiągnięciem inżynierów z ZAM PAN. Maszyna wyróżniała się też przemyślaną konstrukcją modułową – każdy blok można było wymontować i serwisować oddzielnie, co znacznie ułatwiało naprawy. Dzięki temu XYZ uchodził za jedną z najbardziej zaawansowanych technologicznie maszyn w krajach socjalistycznych i dowód, że polska myśl techniczna może konkurować z zagranicznymi ośrodkami.

Parametry i pamięć komputera XYZ

Jednym z kluczowych elementów komputera była jego pamięć operacyjna. Za jej opracowanie odpowiadał Romuald Marczyński, który wykorzystał wcześniejsze doświadczenia zdobyte przy maszynie EMAL-1. Pierwsza wersja XYZ wyposażona była w pamięć rtęciową typu ran, w której dane przechowywano w postaci impulsów akustycznych przesyłanych przez rurki z rtęcią. System ten miał pojemność 1024 słów po 18 bitów i pozwalał na realizację podstawowych operacji matematycznych. W 1960 roku maszynę unowocześniono, wprowadzając pamięć magnetyczną zdolną zapisywać 64 ścieżki po 128 słów 36-bitowych, co znacznie zwiększyło jej możliwości obliczeniowe i szybkość dostępu do danych.

Najważniejsze parametry komputera XYZ:

• liczba lamp elektronowych: ok. 4000,
• liczba diod germanowych: ok. 2000,
• pamięć operacyjna: 1024 słowa 18-bitowe,
• pamięć magnetyczna: 64 ścieżki × 128 słów 36-bitowych,
• prędkość obliczeniowa: ok. 4500 operacji na sekundę,
• rok uruchomienia: 1958, modernizacja: 1960.

Aby obsługa komputera była bardziej intuicyjna, stworzono polski język programowania SAKO, który umożliwiał tworzenie programów w języku zrozumiałym dla użytkowników. Programiści mogli w prosty sposób zapisywać polecenia, kompilować je i uruchamiać bez potrzeby znajomości złożonych kodów maszynowych. Był to pierwszy język programowania opracowany w Polsce i jednocześnie jeden z pierwszych w Europie Środkowej.

Dlaczego XYZ był przełomem dla polskiej nauki?

Komputer XYZ stał się symbolem polskiego postępu technologicznego i jednym z najważniejszych osiągnięć naukowych lat 50. Jego uruchomienie odbiło się szerokim echem w prasie i mediach. W Polskim Radiu i Telewizji emitowano programy pokazujące działanie maszyny, a jednym z najsłynniejszych eksperymentów był pokaz animowanego pieska wyświetlanego na ekranie oscyloskopu. Ten prosty, ale efektowny przykład graficznej wizualizacji udowadniał, że komputer może wykonywać nie tylko obliczenia, lecz także złożone operacje logiczne i wizualne.

W 1959 roku Związek Radziecki uznał XYZ za najbardziej zaawansowany komputer w krajach bloku wschodniego. Decyzją władz rozpoczęto produkcję podobnych maszyn, które trafiły do instytutów badawczych, uczelni technicznych i ośrodków przemysłowych. Dzięki temu Polska stała się jednym z pierwszych krajów regionu, które nie tylko korzystały z komputerów, ale potrafiły je samodzielnie projektować i wytwarzać.

Jak wykorzystywano komputer XYZ w praktyce?

XYZ miał szerokie zastosowanie. Wykorzystywano go przede wszystkim do obliczeń trajektorii lotów pocisków artyleryjskich, co było jednym z typowych zadań komputerów tej epoki. Oprócz tego maszyna wspierała obliczenia naukowe, geodezyjne, meteorologiczne i przemysłowe, przyspieszając proces analizy danych w wielu ośrodkach badawczych. Dzięki swojej stabilności mógł pracować nieprzerwanie przez wiele godzin, co czyniło go narzędziem wyjątkowo efektywnym w warunkach laboratoryjnych.

Co ciekawe, to właśnie na XYZ powstała pierwsza polska gra komputerowa – „Kółko i krzyżyk”, napisana przez Bogdana Misia. Gracz mógł rywalizować z maszyną, która analizowała możliwe ruchy i reagowała zgodnie z logiką wygranej. W większości przypadków rozgrywka kończyła się remisem, co świadczyło o skuteczności algorytmu. Program miał charakter edukacyjny – pokazywał, że komputer potrafi rozwiązywać problemy strategiczne i symulować myślenie człowieka.

Dziedzictwo polskich komputerów – od XYZ do Odry

XYZ stał się fundamentem polskiej szkoły informatycznej. Doświadczenia z jego budowy i eksploatacji pozwoliły opracować kolejne maszyny: ZAM-2, UMC-1 oraz Odra 1003, które już w latach 60. były eksportowane do innych krajów bloku wschodniego. Urządzenia te wykorzystywano w nauce, przemyśle i administracji, a Polska zaczęła być postrzegana jako ośrodek kompetencji w dziedzinie elektroniki cyfrowej.

Choć dziś komputer XYZ można oglądać tylko w muzeach techniki, jego znaczenie dla historii pozostaje ogromne. Był dowodem polskiej kreatywności i odwagi technologicznej, powstałym w czasach ograniczeń politycznych i gospodarczych. Stał się symbolem momentu, w którym Polska – dzięki determinacji kilku inżynierów – dołączyła do światowej elity twórców komputerów i rozpoczęła własną drogę ku erze cyfrowej.