Tekniska_museet_bre.doc Erfarenheter av matematikmaskiner och datorer

Transkript

1 1 Evald Holmén, född 1929 Gjörwellsgatan 14 Intendent Peter Du Rietz Stockholm Tekniska museet Tel&Fax Box Stockholm Tekniska_museet_bre.doc Erfarenheter av matematikmaskiner och datorer Referens göres till en liten notis i SvD och till ett upprop om den svenska IThistorien på Tekniska museets hemsida. Som ung utvecklingsingenjör hos vattenturbintillverkaren NOHAB, Trollhättan kom jag tidigt i kontakt med matematikmaskiner och använder fortfarande vid 78 års ålder datorer som verktyg vid beräkningar och även nu när detta brev skrives. Eftersom jag har en på ålderns höst tämligen unik kunskapsprofil är mina tjänster som konsult fortfarande efterfrågade. Se bifogade CV - uppdaterat till Vattenkraften i Sverige börjar komma till de åren då renovering och uppdatering göres. Eftersom nästan ingen ny vattenkraft byggs de senaste årtiondena har kunskapsnivån i branschen sjunkit med påföljd att haveriutredningar och problemutredningar blivit en god födkrok för mig. Jag tror det var 1959 jag hos Facit EDB, Göteborg, gick min första och enda kurs i Αdatorteknik. Sedan dess har jag läst manualer, tidskrifter och böcker för att följa den nya digitala utvecklingen. Det är troligt att kompendiet från Facit-kursen finns någonstans i en av 5 flytt-kartonger, fyllda med pärmar och böcker, på vinden. Mitt första beräkningsprogram handlade om utbredning av sargarna i plåtspiraler, som underlag för plåtskärningsmaskinen. Se bifogade ΑNOHAB TM-346", som i detalj visar det förberedande arbete som erfordrades för att göra ett matematikmaskinprogram vid den tiden. Jag utarbetade det matematiska underlaget och ett flödesschema, men själva kodningen för detta första program gjordes av Facit EDB. Efter ett visst avlusningsarbete syntes programmet fungera perfekt men tilliten till maskinberäkningar var inte densamma då som nu. Innan jag vågade släppa ut resultatet i verkstaden för skärning av 30 ton plåt tog jag en söndag 4 andra ingenjörer med mig till kontoret och vi bredde ut en slumpmässigt vald sarg var för sig. Sedan plottades de 5 utbredningarna på ett papper. Det blev en myrlandsväg och när maskinutbredningen plottades på samma papper låg den i ena kanten av myrlandsvägen. Alla var eniga om att det var maskinen som hade mest rätt. De 30 tonnen plåt skars ner och sedan sargarna bockats, monterats och skulle svetsas samman, fick jag mycket beröm av svetsarna - de hade aldrig förut haft så jämna fogar att svetsa. Maskinberäkningen var ekonomiskt mycket effektiv eftersom den ersatte 3-4 veckors konstruktörsarbete vid ritbrädet Detta var min första erfarenhet av beräkning med hjälp av matematikmaskin och den gav mersmak.

2 Så småningom lärde jag mig att koda själv. Språket var ett 3-symbol-språk, med minnesadresser som man fick hålla reda på själv, och hette, om inte jag missminner mig, FA6, och var, vad man nu skulle kalla, ett assemblerspråk med inslag av direkt maskinkodning. Matematikmaskinen kunde läsa telexremsa så i fortsättningen satt jag och programmerade eller skrev indata vid en inte ansluten telexmaskin i Trollhättan. När jag efter några kopieringar och rättningar var nöjd med remsan lades den på en aktiv telexmaskin och sändes till Facit. Där tog en operatör min remsa och placerade den på matematikmaskinens läsare. Efter beräkningen skrev maskinen en utdataremsa som sändes till mig i Trollhättan. Den innehöll antingen en dom över min inkompetens eller ett beräkningsresultat. Jag kunde sända en telexremsa vid lunchtiden och ha beräkningsresultatet på kvällen. I tidshänseende har det inte hänt så mycket sedan den tiden. Något år senare gick en kollega på NOHAB samma kurs på Facit EDB och vi hjälptes åt med program- och indatafil-skrivning. Det visade sig att också skärmaskinen kunde läsa telexkod så ungefär 1964 hade vi instruerat matematikmaskinen att göra en telexremsa som kunde läggas direkt på skärmaskinen och därmed tog vi bort en vecka från en programmeringstekniker i verkstaden. Detta var en tidig upplaga av vad man nu kallar CAD - CAM. Eftersom programmen i hög grad rationaliserade konstruktions-arbetet var de firmahemligheter. Det dröjde år innan jag i en matematisk tidskrift hittade en japansk rapport om en liknande beräkning och blev lycklig när jag fann att japanen hade använt samma utbredningsmetod som jag. Att på den tiden ställa om det normala analytiska ingenjörstänkandet till vad som är lämpligt för maskinberäkningar var en process som tog lite tid. Jag höll på nästan två veckor med att analytiskt vända och vrida på den koniska torus som beskriver plåtspiralens form i rymden innan jag kom på tricket. Man måste komma underfund med vad en beräkningsmaskin är bra på - enkla sifferräkningar och att ha stora mängder av 10- eller 14-siffriga tal i minnet och att snabbt få fram vilket tal som helst för beräkning. De fysiska förloppen måste i första hand spaltas upp i en stor mängd enkla repeterbara bitar, vilket är helt motsatt det normala sammanförande analytiska tänkandet. Resultatet av denna ingenjörskris har jag sedan brukat i nästan 50 år vid hållfasthetsberäkning och i program för statisk och dynamisk strömningsberäkning, beräkning av kritiska varvtal m m. Redan tidigt ser man, då det gäller att få matematikmaskinen/datorn att behandla större fysikaliska förlopp, så tar den matematiska anpassningen av förloppet till datorns sätt att arbeta mycket längre tid och är arbetsammare än själva kodningen av datorprogrammet. Ett typiskt exempel är ΑFinit element beräkningar kontra analytiska beräkningar inom hållfasthetsområdet. Problem som var omöjliga att lösa analytiskt kunde lösas approximativt med matematikmaskiner, men då uppstod problemet med kontroll av resultatet. Förenklade fall där approximativa analytiska lösningar var möjliga konstruerades och många maskinlösningar refuserades. I mitten på 1960-talet (tror jag) skaffade vi, på NOHAB, oss, för en tid, en time-sharing-terminal från Honywell-Bull och kunde gå över till programering i det betydligt enklare språket Basic. Den största fördelen med Basic i 2

3 förhållande till FA6 var den automatiska minneshanteringen och att man slapp gå ner på maskinspråksnivå när looper skulle göras. Många småprogram som löste konstruktionsproblem gjordes. Speciellt gällde det beräkningar som erfordrade större noggrannhet än vad räknestickans 3 möjliga siffror gav. När kapaciteten på Honywell-Bull terminalen blev för liten gick vi över till Control Datas stordator från en höghastighetsterminal, som läste IBM-kort och skrev ut i A3 på pyjamaspapper. Där var programmeringsspråket Fortran. Eftersom Fortran och Basic är mycket släkt i sin uppbyggnad var det inga problem att översätta tidigare gjorda program. Detta språk och IBM-korten användes sedan även när vi körde på IBMs eller Bofors= stordator. IBM-korten visade sig vara mycket praktiska för programmering och indata. Hela NOHABs bokföring gick på IBM-kort och vi kunde använda ekonomiavdelningens stansavdelning för utskrift av korten från en handskriven kladd. En felkälla var därmed eliminerad. I bokföringen fick inga sifferfel förekomma så stansningen gick igenom en dubbel process - först skrivning för stansning sedan kontroll genom en nyskrivning som jämfördes med de redan stansade korten. En sak, som man får hårdhänt inpräntat i sig, är att maskinen/datorn inte tolererar minsta bokstav, tecken eller sifferfel. Då fick man en dump. På den gamla tiden bestod dumpen av 30 (tror jag) hexadecimala maskinkodsinstruktioner före och efter programfelet. Det enda riktigt läsliga i dumpen var minnesadresserna. Fortran tillhandahöll, om man bad om det vid kompileringen, en minnesadresslista där adresserna till alla använda variabler ingick. Från denna lista, dumpens mittområde och programkoden kunde merendels den programrad, som var tvivelaktig fås fram. Felet bestod ofta i att man hade försökt dra kvadratroten ur ett negativt tal och kunde då även bero på indata. Ordet Αavlusning (de-bugging) hade sin speciella tjusning, med något av sportprestation över sig, när man väl hittade lusen. I riktigt svåra fall fick man lägga in speciella kort, som skrev ut dummy-utskrifter, i kortpacken, i det område där felet befarades ligga och sedan göra en ny beräkning och få en ny dump med mer information. Avlusningen av större program var utan tvekan en sport där man gick fram fel för fel tills programmet var körbart. Sedan kom en period där den matematiska logiken, som programmet byggde på, testades, och vid simuleringar huruvida de använda itereringslooparna verkligen konvergerade. På 1970-talet var jag för en tid doktorand på Chalmers och gjorde i det sammanhanget flera strömningssimuleringsprogram med Fortran som språk. Sedan blev jag, innan doktorsavhandlingen var klar, chef och administratör, vilket händer för många ambitiösa ingenjörer. Som sådan fick jag lägga av med vetenskapandet. I början av 1980-talet hjälpte jag Boforskoncernen att sälja NOHABs turbinavdelning till Kvaerner Bruk i Oslo och blev därefter åter en fri man. En chef i ett företag lite på deken, på grund av sjunkande marknad och därmed minskad orderingång, är ingen fri människa. Bland flera erbjudanden om jobb, även från utländska turbintillverkare, tog jag emot ett från VBB/SWECO och blev konsult i vattenkraft i Stockholm. Arbetet hos VBB/SWECO var till stor del pappersexercis i form av projektering av kraftverk, skrivande av inköpsspecifikationer och upphandling av utrustning - se mitt CV. Anknytningen till datorberäkningar var enstaka svallnings- och 3

4 4 kritvarvs-beräkningar med användande av standard-program. Men, jag längtade på 1980-talet bort från pappersexercisen och tillbaka till program-makeriet. När jag därför fick se en annons om en liten privatdator till överkomligt pris köpte jag den - troligen Det var en Sinclair ZX med ett kärnminne på 1 kb och möjlighet att lagra program och data på en vanlig bandspelare. Till datorn fanns en liten gnistskrivare som skrev ut på ett 10 cm brett staniolbelagt papper. Det var egentligen skrivaren som fick mig att välja denna min första privata dator. Beräkningar utan dokumentation är meningslösa. Totalkostnaden var ca. 4000:- SEK. Såväl operations- som programmerings-språket var Basic. I all sin begränsning var den lilla datorn dock ett verktyg och en underbar leksak. Jag konstruerade och beräknade ett vindkraftverk på 5 kw åt mina bröder i Småland med användande av ZXdatorn som verktyg. Sedan kom jag i kontakt med en norsk tillverkare av små vattenturbiner och gjorde en del egenprogrammerade ZX-beräkningar åt honom. Efter en tid, jag tror 1985, tubbade jag min norske klient att köpa en IBM PCXT med matrisskrivare och placera den hos mig mot att jag skrev av kostnaden genom arbete åt honom. Kostnaden var ca :- NOK - en inte obetydlig summa på den tiden. Kärnminnet var fortfarande inte så stort men det fanns en hårddisk på 10 MB och 10 MB var mycket på den tiden. Operationsspråket var DOS, programmeringsspråket Basic och klockfrekvensen 4 Mhz. Det var en underbar dator som jag gjorde mängder av program för, även tidigare i Fortran för stordator skrivna program översattes till Basic och kördes med gott resultat. Den låga klockfrekvensen gjorde att större program hade lång körtid. Ett program som på IBMs stordator gått tämligen raskt tog 2.5 timmar på PCn. Men beräkningstiden är inget problem för en hemdator. Man kan ju läsa en god bok medan den räknar. Rekordet slogs av ett samkörnings-optimeringsprogram för ett kraftverk med 5 turbiner av 3 olika typer. Körningen tog 52 timmar men rörde sig om undersökning av ca. 75 milioner olika kombinationer. Genom att matrisskrivaren skrev ut en rad för varje optimering kunde jag, under de två dygn det tog, hela tiden följa beräkningens gång. Som jämförelse tar samma beräkning 12 minuter på min moderna PC. Under denna tid gjorde jag på min privata dator många program, som simulerade turbiners dynamiska beteende under nödmanövrer, och som jag använde för att säkerställa kvaliteten på mitt normala arbete hos VBB/SWECO. Sådana kvalitetssäkringar hade det inte varit möjligt för konsulter att göra tidigare. Datorn användes också för statistik och trendanalys av turbindata och turbinpriser. Nu har jag nått mitten av 1980-talet och är egentligen klar med min utvecklingshistoria på IT-området inom den föreskrivna tidsperioden. För säkerhets skull har jag nyss skrivit ut: ΑMinneslista till självbiografiskt upprop om IT-historia för att se vad jag glömt att nämna och det var en hel del. Jag skall försöka ta minneslistans rubrikerna i tur och ordning: Jag är född bondson i västra Småland, och är vad man skulle kunna kalla en långvägare. Vid 14 års ålder började jag jobba med diverse jordbruks- och

5 skogsarbete, och senare arbetade jag bland annat vid en bränntorvsmaskin i en torvmosse (det var under andra världskriget) och jag hade vid den tiden inga direkta framtidsplaner. Min utbildning då var 6-årig folkskola. I 16-årsåldern fick jag jobb som hjälpsågare på en timmercirkelsåg. Efter 8-9 månader var jag försågare och började lära känna min egen förmåga. Jag gick kvällskurser i Hyltebruk i yrkesräkning och språk. Men hungern efter mera utbildning växte och jag beställde en grundkurs i ingenjörsutbildning hos NKI-skolan för att se hur korrespondensstudier skulle fungera. Korrespondensstudier visade sig vara lämpliga för mig och min möjliga framtid började utkristallisera sig. Efter några år på sågen bytte jag yrkesinriktning och blev verktygsarbetarlärling på en verkstad i småindustrins Småland. Efter ytterligare några år vann jag inträde till Högre Tekniska Läroverket i Malmö genom inträdesprov. Jag kom på 12:e plats bland 90 sökande till 30 platser. Ingenjörsexamen 1952 blev ännu bättre med ett av de 3 bästa betygen i klassen. Mitt första jobb som läroverksingenjör var hos AB Tabougnar i Stockholm och bestod i att konstruera, leda montaget av och ta idrift kremations-, destruktions- och ett flertal andra ugnar. Om allt detta har jag för barn, barnbarn, släkt och vänner skrivit memoarer. De är nu 84 A4 sidor långa och har, för faktakontroll, utgivits av mig personligen i en remissupplaga på 8 ex. Jag kommer att fortsätta framåt i tiden med memoarerna. Efter nästan 3 år som ugnsbyggare fick jag erbjudande om att bli verkstadsingenjör på den verkstad i Småland där jag tidigare varit lärling. Där tillverkades förutom verktyg till andra verkstäder i Småland, bildelar till Volvo och SAAB, barncyklar, transportband och hållare till flasksköljningsmaskiner och även smågrejor som rakhyvlar. Efter ca 2.5 år på verkstaden överfölls jag återigen av lusten till vidareutbildning och såg en annons om att NOHAB, Flygmotor och SAAB i Trollhättan hade högskoleingenjörskurser under Chalmers, halvt på arbetstiden och halvt på fritiden sökte jag och fick jobb på NOHABs vattenturbinavdelning och började omedelbart på den 4-åriga högskolekursen. Därefter kan vi återvända till detta brevs början. Under mer än 40 år hade jag under någon eller några månader per år, hela världen som arbetsplats. Det började 1961 med en resa till Ryssland för att reda ut ett svart får i NOHABs turbinproduktion. Sedan fortsatte detta resande ut i världen för att lösa diplomatiska och tekniska problem. Många resor även under SWECO-tiden var av typ: Αtrouble shooting. Det var, förutom på NOHABs turbinlaboratorium, under dessa resor som min unika kunskapsprofil grundades. Till den har också min kännedom, om hur matematikmaskiner och datorer användes som arbetsverktyg, starkt bidragit. Matematiken har alltid varit ett av mina främsta arbetsverktyg som ingenjör. I början av 1990-talet var jag för en 3-årsperiod adjungerad professor på KTH. Till att jag, trots min dåliga akademiska dokumentation, blev insynad som professor bidrog i hög grad mina matematiska utredningar med hjälp av matematikmaskiner och datorer. På KTH gjorde jag bland annat en utredning om hur sugrör för vattenturbiner teoretiskt fungerar och ett datorprogram för gränsskiktstillväxten längs sugröret såsom ett konstruktionsverktyg för optimering av verkningsgraden. 5

6 Under större delen av min ingenjörskarriär har jag betjänats av skickliga sekreterare. En av de stora revolutioner datorerna gjort inom industrin och service-sektorn, sedan 1980-talet, är att de eliminerat sekreterarna som var en stor och betydelsefull yrkesgrupp. Det stöd de gav en man lidande av dyslexi kan inte överskattas. De kunde ta hand om mängder av det rutinmässiga ingenjörsarbetet och därmed spara tid. De kunde göra snabba utskrifter av brev och rapporter och ta emot diktamen genom stenografi på flera språk. Denna yrkeskår saknar jag verkligen när jag nu sitter här och skriver på datorn med ett och ett halvt finger. Fast, om man skall överblicka lite vidare, så har datorerna, som eliminerat sekreterarna, också gett en pensionär, som jag är nu, en stor frihet att arbeta från hemmet. Min verksamhet inom pensionärsföretagen: VeteranKraft och Evald Holmen Consulting, skulle inte varit möjlig utan datorer. I samband med flytten till Trollhättan och NOHAB 1957 gifte jag mig. Jag har 3 barn och 9 barnbarn. Barnen är utdistribuerade i världen - en dotter i Dubai och en son i Bryssel och en dotter i Uddevalla. Alla barnen är välutbildade akademiker och min son har doktorerat, vilket jag inte fick tillfälle att göra. Nästan i samband med flytten till Stockholm 1982 flyttade alla barnen ut från hemmet. Min fru vantrivdes oerhört i Stockholm men jag hade ett bra jobb där och ville stanna. Hon hade före vårt äktenskap varit sekreterare på den verkstad i Hyltebruk där jag varit verkstadsingenjör och hade ett liknande jobb i början av trollhättetiden. Sedan när första barnet kom och vidare tills yngsta barnet nått en bit upp i skolåldern var hon hemmafru, vilket på grund av mitt resande ute i världen var en nödvändighet. Därefter hade hon tillsammans med en väninna en liten garn- och handarbetsaffär fram till strax före stockholmsflytten. Efter diverse turer under den första tiden i Stockholm fann min fru och jag att vi inte längre hade några större förpliktelser mot barnen eller varandra så vi skildes under ömsesidig högaktning och hon flyttade till Mönsterås i Småland. Som kompensation för att jag under vårt äktenskap samlat ihop de flesta pensionspoängen dömde tingssrätten vid skilsmässan ut ett månatligt underhåll från mig till henne. Vi är fortfarande mycket goda vänner och har båda goda förbindelser med våra gemensamma barn och barnbarn. Det ovanstående skulle man väl närmast kunna kalla för IT-memoarer. Fast det är dåligt med tidsordningen. Det är mera av en sakordning och tankens lätta flykt som har varit rådande, men så blir det ofta när man sätter sig framför en dator med ett vitt ark från ett ordbehandlingsprogram på skärmen. Med vänlig hälsning, 6 Evald Holmén Härtill 2 bilagor: innehållande 3 respektive 16 sidor.