Newsgép

Minden hír egy helyen!

Az első magyar számítógép, és akik meg akarják fejteni, hogyan működött

Az első magyar számítógép, és akik meg akarják fejteni, hogyan működött

1958 novemberében mutatták be Magyarország első számítógépét, a MESZ-I-et. A gép tudása messze elmaradt ugyan a világélvonaltól, de itthon úttörő próbálkozás volt. A gép alkotóját Kozma Lászlót korábban a nácik koncentrációs táborba zárták, majd az államszocialista rezsim koncepciós perben ítélte börtönre. Szabadulása után állt neki megépíteni a MESZ-I-et, elsősorban telefonközpont-alkatrészekből. A számítógépet közel egy évtizeden át használták a műszaki egyetemen, és azt ugyan tudjuk, hogy mire használták, de azt nem, hogy pontosan hogyan működött.

A Műszaki Tanulmánytár Budapest egyik legkülönlegesebb hangulatú múzeuma. Olyan, mintha nem is múzeum, hanem raktár volna: sűrű polcokon sorakoznak az elmúlt évszázadok és évtizedek technikai eszközei, régi távcsövektől és őskávéfőzőtől kezdve traktormotoron át az első okostelefonokig. De még e sokszínű tárlatból is kitűnik a négy nagy fémszekrényből, egy átalakított iskolai padból és egy öreg írógépből összerakott MESZ-I, Magyarország első számítógépe.

A mai, sokmilliárdnyi, szinte atomi méretű tranzisztorral működő számítógépekhez képest egyszerűnek tűnő szerkezet rejtélyeiről beszélgettünk dr. Németh Krisztián informatikus mérnökkel, a BME Távközlési és Médiainformatikai Tanszékének oktatójával és Vid Gábor villamosmérnökkel. Mindketten tagjai annak a csapatnak, amely szeretné megfejteni, pontosan hogyan is működött Kozma László több mint hat évtizede épített gépe.

Kozma László, a BME oktatója, a Villamosmérnöki Kar későbbi dékánja 1957-ben kezdte a projektet, és 1958 novemberében már működött is a gép, ebből az időből már feljegyzések vannak a MESZ-I eredményeiről. A MESZ-I elnevezés a „Műszaki Egyetem első elektromos számológépe” rövidítése. Nem elírás, tényleg „számológép” volt, mert – mint Vid Gábor meséli – amikor Kozma elnevezte a gépét, még nem is létezett a számítógép szó a magyar nyelvben. (A MESZ-I indulása után jó egy évvel találjuk a „számítógép” szó első említéseit a dokumentumokban.)

Régóta tart a vita, hogy melyik volt az első számítógép Magyarországon. A MESZ-I-nél ismertebb az M-3-as, ami Németh Krisztián szerint jóval nagyobb projekt volt, az Akadémián építették, részben szovjet tervek alapján, jóval nagyobb költségvetésből és nagyobb stábbal készült, de a korabeli sajtóbeszámolók szerint a MESZ-I elkészülte után két hónappal adták át.

És míg a Kozma László-féle MESZ-I elektromechanikus számítógép volt, addig az M-3-as már teljesen elektronikus. „Ezzel együtt ki merem jelenteni, hogy ez volt az első számítógép Magyarországon” – mondja Németh a MESZ-I-ről, és érvként azt hozza fel, hogy ez a gép már képes volt előre megírt programokat futtatni, és azok alapján műveleteket elvégezni.

Kozma számítógépének agya azonban még mechanikus volt: mozgó alkatrészekből, a telefonközpontokban is használt relékből állt. A programokat kilyukkasztott programlapokon vitték be a gépbe. Kozmáék klinikákról szereztek használt tüdőröntgenfilmeket, ezekről lesikálták a felvételt, és fahasábon bőrlyukasztóval lyuggatták ki a lapot, így írták a programokat a MESZ-I-re. A számítógép kimenete pedig még nem monitor volt, hanem „nyomtató”. Pontosabban egy átalakított, még évtizedekkel korábbi írógép, amelyet iskolai asztallapra szereltek.

„Ez a számítógép 1957-ben épült meg, a 40-es évek technológiájával és a 20-as évek alkatrészeivel, de működött, és nagyon jó gondolatok voltak benne” – mondja Vid a MESZ-I-ről. A két szakember hozzáteszi azt is, hogy az Egyesült Államokban ekkor már volt olyan gép, amelynek grafikus terminálján 1024×1024-es felbontásban lehetett videójátékot játszani, és léteztek már az első magas szintű programnyelvek, mint például a Fortran vagy a COBOL.

Ezekhez a fejleményekhez képest a relés technikákra épülő MESZ-I legalább egy generációval le volt maradva, de ahhoz képest, hogy Magyarországon addig semmi nem volt, így is úttörőnek számított.

Egy rendkívüli élet

A lemaradást persze magyarázza az is, hogy Magyarország a második világháborút követően a szovjet blokkba került, Sztálin haláláig pedig az akkoriban kibernetikának nevezett informatika burzsoá áltudománynak számított – mondja Vid Gábor, így tulajdonképpen teljesen kimaradtunk a számítástechnika első nagy korszakából, amikor robbanásszerű volt fejlődés.

A történelmi-világpolitikai történések a számítógép megalkotójának életét is mélyen befolyásolták: az 1902-ben született Kozma László hiába volt nagyon tehetséges diák a középiskolában, zsidó származása miatt itthon nem mehetett egyetemre, így 18 évesen dolgozni kezdett az Egyesült Izzóban. Idősebb kollégái hamar felfigyeltek rá, és végül munkatársai anyagi támogatásának köszönhetően a brnói német műegyetemen szerezhetett villamosmérnöki diplomát. Diploma után ismét a budapesti kollégái unszolására továbbállt, az amerikai Bell Labs antwerpeni mérnöki irodájában kapott állást, majd nem sokkal később a helyi kutatólabor fejlesztőmérnöke lett.

1942-ben, miután a nácik megszállták Belgiumot, elvesztette munkáját, és menekülnie kellett. Ekkor úgy döntött, hogy visszatér Magyarországra (Németh elmondása szerint erről mondta később azt Kozma lánya, hogy apjának amennyire zseniális érzéke volt a műszaki dolgokhoz, sokszor annyira rosszul számított az élet egyéb területein). Magyarországon 1944-ben előbb munkaszolgálatra hívták be, majd Mauthausenbe deportálták. A koncentrációs tábort alig élte túl: súlyos fertőzést kapott, a tábort felszabadító amerikai katonák mentették meg az életét.

A háború utáni Magyarországra visszatérve az amerikai tulajdonú Standard Villamossági Rt. mérnöke lett, és többek között az ő feladata volt a szétbombázott magyar távközlési rendszer újraépítése, amiért 1948-ban Kossuth-díjat is kapott. Ekkor nevezték ki egyetemi tanárrá, de megpróbáltatásai még nem értek véget: a Standard-gyárat államosítani akaró hatalom a vállalat amerikai vezetése miatt koncepciós pert indított, és 1950-ben a vezető mérnöki posztot betöltő Kozmát is 15 évnyi börtönre ítélték. Felesége sokáig azt sem tudta, hogy férje él-e még egyáltalán, hiszen a Standard-per vádlottai közül többeket ki is végeztek.

A börtönben dolgoznia kellett, tervezett például egy kisebb telefonközpontot egy pályázatra, amit a kiírók a volt munkahelyére küldtek el zsűriztetni. Mivel Kozma kézzel készítette a tervrajzot, egykori titkárnője felismerte az írását, és ekkor szólt a feleségének, hogy él még a férje. Végül 1954-ben, amnesztiával szabadul, de teljes rehabilitációja csak halála után, 1989-ben jött el. Élete ugyanakkor valamennyire konszolidálódott a börtönévek után, elmehetett tanítani, 1960-tól a villamosmérnöki kar dékánjának is kinevezték.

Az egyetemre érkezve látott neki az első számítógép megépítésének, de vélhetően a tervek már jóval régebben megszülettek: mint Némethék mesélik, a kutatómunkájuk során találkoztak Kozma unokájával, aki elmondta, hogy nagyapjának a koncentrációs táborban volt egy kockás füzete, amely a mai napig megmaradt, amiben kapcsolásokat, áramköröket rajzolt, vélhetően azért is, hogy ne őrüljön meg teljesen, és sok olyan vázlatlap felbukkant már itt, melyek majd később a gépben illetve tankönyveiben köszöntek vissza.

„Ma úgy tanuljuk, hogy a világ első elektromechanikus számítógépét Konrad Zuse építette meg Berlinben, ez volt a Z-3, ugyanakkor a fennmaradt írásos nyomok alapján nekem az az érzésem, hogy Kozma előrébb járt, és ha nem úgy alakul az élete, ahogy, lehet, ma őt tartanánk az elektromechanikus számítógép atyjának” – mondja Vid Gábor. Kozma tehetségét halála után az egyik legjelentősebb mérnöki szervezet, az Institute of Electrical and Electronics Engineers is elismerte, Kalmár László mellett Kozma lett az, akit magyarként beválasztottak a számítástechnika úttörői közé.

A gép

A korszakban itthon az egy évvel később elkészülő M-3 jelentette a csúcstechnológiát, de Kozma László teljesítménye önmagában lenyűgöző. Némethék elmondása szerint Kozma már az antwerpeni évei alatt is épített rendkívül előrehaladott számológépeket, volt például egy verzió, amelynek több távíróról lehetett beküldeni a feladatokat, és az eredményeket aztán a feladónak küldte vissza.

A telefonközpontok működéséről szerzett rengeteg tudása köszönt vissza az MESZ-I-ben is. Olyan alkatrészekből szerelte össze a gépet, amilyenekhez a háború utáni Magyarországon hozzájutott. Így lett a számítógép vezérlőpultja egy iskolapad (a visszaemlékezések szerint ezt sem volt könnyű megszereznie), és így kerültek be a gépbe a relék vagy az átalakított írógép is.

A számítógép működésének lényege, hogy a relék a programlap által bevitt utasításnak megfelelően mozdulnak meg a helyükön. Egy-egy relé élettartama valahol 15 és 20 millió kapcsolás között van, utána cserélni kell. Kiss László muzeológus talált feljegyzést arról is, hogy Kozma gépében is rendetlenkedni kezdtek a relék, és cserére szorultak volna, a hatvanas évek második felében ezért is dönthettek a MESZ-I leszázalékolásáról, és ezután került a múzeumba.

Arra a kérdésre, hogy mennyire volt gyors a MESZ-I, Vid Gábor egy személetes példát hoz: egy ma átlagos sebességűnek számító számítógép 3 gigahertzes processzorral rendelkezik, ami azt jelenti, hogy a gép másodpercenként hárommilliárd kapcsolódást képes elvégezni. Ehhez képest a Kozma által tervezett gép a teljes életciklusa alatt tudott nagyjából 20 millió kapcsolódást végrehajtani, azaz egy mai számítógép egy század másodperc alatt végez el annyi műveletet, mint amire a MESZ-I összesen képes lett volna (a relék lecserélése nélkül persze).

Persze ezeket az összevetéseket érdemes a helyükön kezelni. 60-70 év alatt tényleg döbbenetesen nagyot fejlődött a számítástechnika, és fontos azt is tudatosítani, hogy a maguk idejében ezek a teljesítmények forradalmiak voltak: a MESZ-I például pár másodperc alatt volt képes megoldani egy harmadfokú egyenletet, ami a számítógépek megjelenése előtt órákig is eltarthatott.

A MESZ-I alapvetően oktatási célokra szolgált, ezért is kapott átlátszó fedőlapokat, mert így Kozma meg is tudta mutatni a mozgó reléket a műszakis hallgatóknak, de Némethék találtak feljegyzéseket arról, hogy időnként konkrétabb, gyakorlati célokra is használták a számítógépet. A legprofibb felhasználás Horváth Gyula nevéhez fűződik, aki a BHG Híradástechnikai Vállalat mérnöke volt, és munkája során egy kubai telefonközpontot kellett méreteznie, ami kifejezetten sok számolással járó feladat volt.

Emellett találtak egy diplomamunkát, amelyben egy hallgató a trombitaszimulátorhoz szükséges számításokat végezte el a MESZ-I-n, és azt is tudni lehet, hogy a gép számos olyan műveletet (hatványozás, logaritmus számolás, harmadfokú egyenlet megoldása) el tudott végezni, amit addig csak jóval körülményesebben, logarlécek, függvénytáblázatok és tekerős számológépek segítségével lehetett megoldani. E számítási kapacitásokat kihasználva volt, aki öröknaptárt, míg más focibajnokságok sorsolási algoritmusát alkotta meg a gépre.

Az eddig előkerült alkalmazások közül a legérdekesebb egy primitív gépi fordító program, ami oroszról magyarra tudott fordítani. De ezt is csak korlátozottan: a számítógép memóriája mindössze 100 byte volt, tehát csak pár szót lehetett belepréselni, ráadásul csak olyanokat, amelyek a gyakrabban előforduló betűkből álltak.

A rejtély

Az egykori alkalmazásokról szóló feljegyzésekből és visszaemlékezésekből is látszik, hogy a MESZ-I sok mindenre képes volt. Azt azonban nem tudni, hogy hogyan: minden számítógéphez tartozik dokumentáció, amelyben le van írva az utasításkészlete, ez alapján lehet aztán programot írni rá. A MESZ-I dokumentációja eltűnt, minden jel arra utal, hogy még azelőtt, hogy a számítógépet a múzeumba szállították volna. Ugyanígy eltűnt a relék kapcsolási rajza is. A számítógép működésének megismerését nehezíti az is, hogy amikor a hatvanas évek második felében a múzeumba szállították, leforrasztották azokat a kábelkorbácsokat, amelyek a vezérlőpultot kötötték össze a memóriaként és processzorként funkcionáló relékkel.

„Azt tudjuk, hogy nagyjából miket tudott a gép, de azt nem, hogy pontosan hogyan. Azaz azt nem, hogy hogyan lehetett programozni” – mondja Németh Krisztián.

Ez volt az a rejtély, ami aztán életre hívta a kutatócsapatot. Németh eredeti terve az volt, hogy megtalálják a dokumentációt, ebből világossá válik a MESZ-I működése, és utána írhatnak majd egy emulátort, aminek segítségével számítógépen vagy telefonon lehet úgy tenni, mintha a MESZ-I-et programoznák.

De hiába keresték dokumentációt, hiába beszéltek mindenkivel, aki tudhatott róla, hiába mentek el minden lehetséges helyszínre, nem jártak sikerrel. Egy ponton belátták, hogy ha továbbra is a dokumentáció felkutatására fókuszálnak, soha nem fejtik meg a gép titkát.

Új módszert kellett keresniük, amiről ugyan lehetett sejteni, hogy nem lesz gyors, viszont idővel garantáltnak ígérkeznek az eredmények: kitalálták, hogy elkezdik mérnöki eszközökkel visszafejteni a múzeumban kiállított számítógép pontos felépítését, és azon keresztül megismerhetik a működését.

Ez a gyakorlatban azt jelenti, hogy egyesével végigveszik, melyik relé melyik másik relékhez van kötve, és újrarajzolják a számítógép kapcsolási térképét. Vid Gábor ennek a fázisnak az elején szállt be a munkába. Egy nyolcvanas évek számítógépeivel foglalkozó fórumon futott bele Németh Krisztián felhívásába. Olyan embereket keresett, akiket érdekelnek a még régebbi számítógépek, láttak már relét, és sok szabadidejük van.

A MESZ-I működésének feltárása hobbiprojekt maradt, a kutatócsapat minden tagja szabadidejében nyomoz a számítógép eredeti tudása után. Mint mesélik, jó, ha havonta egyszer eljutnak a múzeumba, ahol Kiss László muzeológus kíséri a munkájukat. Az elmúlt években a munka főleg abból állt, hogy haladtak végig a relékkel, és a relékből kimenő vezetékeknek multiméterrel megkeresik a másik végét. Egy szekrényben nagyjából 650 relé van, ez körülbelül 3000 vezetéket jelent, és minden vezeték kb. 1000-2000 helyre mehet tovább.

„Amikor elkezdtük visszafejteni, teljesen reménytelennek éreztük, még a probléma maga is felmérhetetlenül nagy volt” – mondja Németh az elmúlt évek munkájáról, de aztán több minden is a segítségükre sietett: egyrészt idővel elkezdtek felismerni mintázatokat, ami segített abban, hogy hol érdemes mérniük. Ráadásul a Kozma László nem sokkal a számítógép megalkotása után tanítványával, Frajka Bélával közösen kiadott egy egyetemi tankönyvet, melyben sok részáramkört ismertetnek részletesen, és ezek visszaköszönnek a MESZ-I-ben is. A kutatás megkezdése óta ráadásul ráakadtak Kozma angol nyelvű, a számítógépről írt cikkére is, és bár az összes titkot ez sem fedte fel, de szintén segítette a mérések felgyorsítását.

A mérésekkel párhuzamosan folyamatosan rajzolják le a megtalált kapcsolatokat, majd utána, az áramkörök alapján rajzolják a számítógép elvi kapcsolási rajzát is. Mint mesélik, normális körülmények között ezek a rajzok pont fordított sorrendben szoktak elkészülni, de esetükben csak ez volt a járható út.

Az is segítené a nyomozást, ha maradtak volna fenn programlapok, hiszen azok felől is lehetne következtetni a számítógép működésére, de Némethék egyetlen megmaradt lapról sem tudnak. Felbukkant ugyanakkor egy régi filmhíradóban egy rövid bejátszás a számítógépről, amikor Kozma László épp a harmadfokú egyenletek megoldására alkalmas program egyik lapját mutatja a kamera előtt. Németh bement a filmarchívumba, beszerezte némileg jobb minőségben a felvételt, majd napokon át másolta le a szemcsés felvétel alapján azt az egy lapot. Így most már egy programlap ugyan a birtokukban van, de ezzel még nem mentek sokra, mert a harmadfokú egyenletet megoldó program nagyjából tíz lapból állt.

A csapatba folyamatosan várják az új tagokat. Az elmúlt években csatlakozott hozzájuk például dr. Balázsfi Diána neurobiológus is, aki egészen újfajta szempontokat tudott behozni a közös nyomozásba. Legutóbb pedig két egyetemi hallgató, Révay Regina és Kiss Benedek is beszállt.

Voltak persze nehézségek, amelyekre nem készülhettek fel előre: amikor először szedték le az üveglapot az évtizedek óta használaton kívül lévő számítógépről, elképesztő bűz terjengett. A szag még most is erős, de Németh szerint ennél sokkal rosszabb volt, amikor először vették le az üveget. Aznap Németh estére rosszul is lett, és egy pillanatra azt hitte, hogy valami modern „fáraó átka” (az egyiptomi sírok kutatóit tizedelő rejtélyes betegség) érte utol. Felhívta a többieket, de kiderült, hogy mindenki más jól van, így arra jutott, hogy csak gyomorrontása volt. Mindenesetre a legközelebbi látogatásakor megint rosszul érezte magát, több alkalomnak kellett eltelnie, mire megszokta. Azóta kiderült, hogy a számítógép kárbelkorbácsainak kötéseit méhviaszon húzták át, az rohadt be az évtizedek alatt, és ez okozza a rendkívül erős szagot.

Eddig két és fél blokkal végeztek, és az eddigi tapasztalatok alapján egy blokk feltérképezése nagyjából másfél évet vesz igénybe. Összesen három szekrény, szekrényenként pedig 4-4 blokk várt a felrajzolásra, azaz még évek lehetnek hátra, mire végeznek.

Az is kérdés, hogy utána mi lesz a következő lépés. A kutatás kezdetén az alapvető céljuk egy emulátor megalkotása volt, de ahogy Vid Gábor fogalmazott, evés közben jön meg az étvágy, és ma már azt gondolja, hogy jó lenne majd megalkotni a végén egy animált modellt, amit nem egyszerűen a MESZ-I-hez hasonló módon lehetne programozni, de animáción látszódna is, hogy a parancs hatására mely relék lendülnek mozgásba.

A másik ötletük, hogy a számítógép egyes részleteit megépítenék újból, mai modern relékből. Ezt kicsiben már el is kezdték: a MESZ-I memóriájának egy kis szeletét már újralakották. Bútorlapra szereltek fel reléket, pont úgy összekötve, mint a MESZ-I-en, és ez a memória működik is, bár még csak kicsiben: az 1958-as gép memóriája 12 számot tudott tárolni, és egy számban 33 bitet, addig az ő kisebb léptékű modelljük jelenleg csak hat számot, és számonként négy bitet, azaz 0 és 15 közötti számokból tud hatot elraktározni.

„Ha egyszer megleszünk a dokumentációval, akkor a határ a csillagos ég” – mondja Németh, aki hangsúlyozta azt is, hogy az eredeti MESZ-I-t biztos nem akarják soha bekapcsolni, hiszen ahhoz többek között forrasztani kéne, esetleg alkatrészeket cserélni, ami egy muzeális tárgy esetében kivitelezhetetlen. Az újraépítés viszont izgalmas projekt lehetne, de nem olcsó: egy mai relé ára 6-8 ezer forint között mozog, Kozma gépében pedig közel háromezer relé volt, úgyhogy a MESZ-I teljes újraépítésének csak az anyagköltsége több tízmillió forintos beruházást jelentene.

Épp ezért mondja Németh, hogy esetleg majd valamilyen hibrid modellt építhetnek a végén, melyben vannak ténylegesen megépített részek relékkel, míg a többi funkciót egy emulátorszoftver látja el. De ezen még ráérnek gondolkozni, egyelőre rengeteg mérés és kutatás áll még előttük.

 

Vélemény, hozzászólás?

Az e-mail címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöltük