Inleiding
Wie in de historie van Nederlandse computerbouwers duikt, komt al gauw uit bij Tulip, de succesvolle maker van IBM-klonen. Wie iets verder teruggaat in de jaren tachtig van de vorige eeuw, ziet hoe Philips met de P2000 en MSX een woordje meespreekt op de markt voor homecomputers. Nog verder terug is het dieper graven, maar al in de jaren vijftig en zestig blijken er innovatieve ‘rekenautomaten’ in de Lage Landen gefabriceerd te zijn, en een van de wonderlijkste is de X8 van Electrologica.
Je zou denken dat Philips de bakermat vormt van de Nederlandse computergeschiedenis. Al eind jaren veertig, begin jaren vijftig was het bedrijf uit Eindhoven zich bewust van de opkomst van de computer. “Philips bleef op zijn handen zitten”, vertelt Gerard Alberts, historicus aan de Universiteit van Amsterdam, die onderzoek doet naar de geschiedenis van de informatica. “Computerspecialisten hadden de indruk dat Philips de boot miste, maar de gloeilampenfabriek in het zuiden des lands nam de weloverwogen beslissing zich niet op deze de markt te begeven.” Philips fabriceerde componenten, dioden en transistoren in Nijmegen. Het bedrijf was een voorname leverancier van IBM en hield zich buiten de computermarkt. “Het was een gentleman’s agreement. Zo waren Europese bedrijven gewoon om met elkaar om te gaan en het Amerikaanse IBM speelde daarin mee”, vertelt Alberts.
/i/2001969911.jpeg?f=imagenormal)
De rekenafdeling van het Mathematisch Centrum
Anderen zetten al in de jaren 1940 in op de ontwikkeling van ‘moderne rekenmachines’. De wiskundigen van het Mathematisch Centrum in Amsterdam liepen voorop. De rekenafdeling van het centrum bouwde er zelf een, wat in 1952 tot de eerste op Nederlandse bodem gebouwde computer leidde: de ARRA, wat staat voor Automatische Relais Rekenmachine Amsterdam. Het systeem luisterde de opening van een nieuw gebouw van het Mathematisch Centrum op met een eerste vertoning van zijn kunsten. Die demonstratie was meteen zijn laatste wapenfeit, want het bouwwerk ging daarna kapot. Gelukkig was er al een opvolger in aanbouw in de vorm van de ARRA II en deze deed het een stuk beter. Een verbeterde kopie van dit systeem werd bij vliegtuigbouwer Fokker ingezet onder de naam Fokker Elektronische Rekenmachine Type ARRA, kortweg Ferta.
Niemand had in die tijd zo’n liefde opgevat voor de imposante rekenautomaten als de directeur van levensverzekeringsmaatschappij Nillmij, Johannes Engelfriet. Hij dacht dat zijn bedrijf baat kon hebben bij automatisering en klopte in navolging van Fokker aan bij het Mathematisch Centrum. Toen hij nul op het rekest kreeg, stelde hij voor een computerbedrijf op te richten, waarbij Nillmij voor de financiering zou zorgen en de wiskundigen hun expertise voor het ontwerp zouden leveren. Het bedrijf ging Electrologica heten en werd in 1956 in Amsterdam gevestigd.
Eén man speelde een centrale rol bij de computersystemen die toen in Amsterdam gemaakt werden, een man die zou uitgroeien tot een van de invloedrijkste pioniers op het gebied van de informatica: Edsger Dijkstra. Bij het Mathematisch Centrum was hij aangesteld voor de ‘programmering van de ARRA’. Hij schreef de programmeerhandleidingen voor de ARRA, de Ferta en de volgende machine: de Armac, de Automatische Rekenmachine Mathematisch Centrum. Door zijn bemoeienis werd de software mede als uitgangspunt genomen bij het ontwerp van de computer. In de praktijk betekende dit dat de programmeerhandleidingen bijna als functioneel ontwerp dienden voor de bouw van de systemen.
Het Mathematisch Centrum bediende vele klanten die hun geavanceerde berekeningen wilden maken op de ARRA en de Armac. Datzelfde was het geval bij de allereerst machine van Electrologica, de X1. Daarvan kwam ook een exemplaar bij het Mathematisch Centrum staan. De Deltacommissie liet er bijvoorbeeld getijdenberekeningen uitvoeren.
Van programmeercode naar machine-instructies
Tijdens de ontwikkeling van het eerste systeem van Electrologica, de X1, raakte Edsger Dijkstra in de ban van de programmeertaal Algol, wat staat voor Algorithmic Language. De hoop was dat Algol zou uitgroeien tot een universele en eenvoudige programmeertaal, die op alle computers kan draaien. Samen met collega Jaap Zonneveld ging Dijkstra de uitdaging aan binnen een half jaar tijd een Algol 60-compiler te schrijven voor de X1 en zich tot die tijd niet te scheren. Een compiler maakt de vertaalslag van programmeercode naar de elementaire machine-instructies van een computer. Dijkstra en Zonneveld bereikten hun doel en Dijkstra heeft zich ook nadien niet meer geschoren. De X1 werd de eerste computer met een werkende Algol 60-compiler. Dijkstra’s ontwerp van deze software was een doorbraak in de compilerbouw. Het bezorgde hem wereldfaam.
/i/2001977487.jpeg?f=imagenormal)
Console van de Electrologica X1 (bron)
De X1 maakte alleen nog maar gebruik van seleniumdiodes en germaniumtransistors, en niet meer van elektronenbuizen, waardoor het verbruik nog maar een paar honderd watt bedroeg en koeling niet meer nodig was. De X1 was de eerste computer wereldwijd die gebruikmaakte van een realtime-interruptmechanisme, opnieuw een vinding van Dijkstra, die het ‘ingreep’ noemde. De interrupt werd gemeengoed. Het zorgde ervoor dat computers hun rekenwerk kort onderbraken als randapparatuur om aandacht vroeg, wat de input-outputprestaties flink ten goede kwam.
De introductie van de X1 verliep succesvol en Electrologica verkocht er zo’n dertig stuks van. Het aantal medewerkers groeide van twintig naar zestig eind 1958. Er leek in de Lage Landen een computerfabrikant te ontstaan die warempel de concurrentie met het grote IBM aankon. De populariteit van het systeem was mede te danken aan de prijs. De X1 was verkrijgbaar in een eenvoudige basisopstelling, met een minimale hoeveelheid geheugen van 4096 woorden van 28bit, voor slechts 175.000 gulden. Voor uitbreiding met 512 woorden moest telkens 32.000 gulden worden neergeteld en voor de geheugenkasten en randapparatuur moesten ook honderden tot duizenden guldens worden betaald, zodat het totaalbedrag alsnog flink kon oplopen.
/i/2001977385.jpeg?f=imagenormal)
De geboorte van de EL-X8
Electrologica dacht al snel na over uitbreiding van zijn aanbod. De Universiteit Utrecht wilde begin jaren zestig een nieuw systeem en kreeg een aanbieding van een concurrent van Electrologica. De Nederlandse bouwer blufte daarop tegenover de universiteit dat het op korte termijn een variant van de X1 kon leveren die tot acht keer zo krachtig was. Deze claim leidde al snel tot de naam van de computer: de X8.
Electrologica optimaliseerde de X8 voor de Algol 60-programmeertaal en op basis van aanwijzingen van Edsger Dijkstra kwam er een speciaal onderdeel voor de verwerking van signalen van de in- en uitvoerapparatuur. Deze coprocessor kreeg de naam Charon, wat staat voor Centraal Hulporgaan Autonome Regeling Overdracht Nevenapparatuur, maar ook verwijst naar de veerman uit de Griekse mythologie, die overledenen met zijn boot naar het dodenrijk vervoerde. Charon zorgde ervoor dat de i/o-communicatie van randapparaten met het geheugen soepel verliep, terwijl snelle apparatuur via de Snelle Kanalen Kiezer verbonden werd.
/i/2001969937.jpeg?f=imagenormal)
Behalve uit Charon bestond de basis van de X8 uit een CRO, of Centraal Reken Orgaan, wat de centrale processor was. Verder waren er het ringkerngeheugen en de switch. Bij elkaar namen deze onderdelen zes grote, strak vormgegeven kasten van twee meter hoog in beslag. Bij het basissysteem hoorde een console voor het starten van het systeem, het uitlezen van geheugenplekken en het wijzigen van geheugenwoorden. De console was met zijn rode strook en houten zijkanten wat frivoler. Het ontwerp van de X8 was afkomstig van Wim Rietveld, de zoon van architect Gerrit Rietveld.
/i/2001969915.jpeg?f=imagenormal)
Ponsbanden en zwevende komma’s
Het belangrijkste randapparaat van de X8 was de ponsbandlezer. Deze las de stroken met gaatjes, de informatie, voor de in- en uitvoer van gegevens. Johan Volkers was halverwege de jaren zestig werkzaam bij Electrologica in Rijswijk en weet nog goed hoe dat in zijn werk ging. “Ik werkte bij de softwareafdeling en ontwikkelde drivers voor het Pico-besturingssysteem van de Algol-implementatie. We moesten testen op de X8-systemen die in productie waren, en kregen maar beperkte computertijd. Je moest het besturingssysteem en de drivers laden via ponsband. Als hij het niet deed, moest je kijken wat er fout was. Was je computertijd van, zeg een uur voorbij, dan moest je weer wachten.”
De trommel: langzaam geheugen
De computers van de jaren vijftig en zestig maakten gebruik van een trommelgeheugen. Dit zijn grote draaiende cilinders met een magnetiseerbaar oppervlak. De lees- en schrijfkop
zweeft op een luchtlaagje boven het oppervlak. De kop kan, net als een bandrecorderkop, met stroom een magnetisch veld met een eigen patroon langs een streepje op het oppervlak creëren. Voor het lezen passeert de kop het streepje, dat een wisselende spanning induceert, karakteristiek voor het op de trommel beschreven patroon. De trommel maakt ongeveer 75 omwentelingen per seconde. Daarmee is dit een betrekkelijk langzaam geheugen.
Volgens Volkers was de ponsbandlezer wel snel. “Het was een apparaat dat Electrologica zelf had ontworpen. Het kon duizend karakters per seconde lezen en tot op het karakter stoppen. Het gevaar was dat de band kapotging, maar je kon ook stukken band met opzet knippen en er stukken met een prikker bijplakken.” Deze methode leidde ertoe dat we nu nog steeds van patchen spreken om het maken van correcties in software aan te duiden.
Volkers en zijn collega’s gaven hun handgeschreven programmateksten aan de ponstypistes achter de Friden Flexowriters. Dit waren ponsbandschrijfmachines die de gaatjes ponsten waarvan de informatie overeenkwam met het getypte. De machine kon de banden ook lezen en omzetten in getypte uitvoer. Volgens Volkers waren het bij Electrologica meestal dames die ‘de hele dag met een indrukwekkende snelheid ponsbanden produceerden’. Daarnaast konden randapparaten op de X8 worden aangesloten, zoals drum- en kettingprinters, plotters oftewel computergestuurde tekenmachines, trommelgeheugen, magneetbandeenheden enzovoort.
Het matje: sneller geheugen
In de jaren zestig verdrong het snellere ringkerngeheugen het trommelgeheugen. Ringkerngeheugen bestond uit ferrietkerntjes, kleine ringetjes, die in de ene of de andere richting gemagnetiseerd konden worden en zo de 0 of 1 konden bevatten. De ringetjes zijn geplaatst in de kruispunten van horizontaal en verticaal gespannen draden. Door dit vlechtwerk wordt het geheugen ook matrixgeheugen genoemd, terwijl er ook onder de noemer ‘matjes’ naar werd verwezen. Beide modellen van Electrologica hadden al zo’n ringkerngeheugen. De informatie is direct beschikbaar en blijft behouden, net als bij flashgeheugen.
De EL-X8 kreeg ten opzichte van de EL-X1 een uitbreiding van het aantal registers en het arithmetische deel kreeg hardwarematige ondersteuning voor zwevendekommagetallen. Deze en andere verbeteringen hadden tot gevolg dat Algol 60 er zestig keer zo snel op draaide als op de X1. In het algemeen was de X8 al twaalf keer in plaats van acht keer zo rap als de X1.
Edsger Dijkstra schreef speciaal voor de X8-machine zijn THE-multiprogrammingsysteem met multitaskingmogelijkheden. THE stond voor Technische Hogeschool Eindhoven, waar Dijkstra halverwege de jaren zestig werkzaam was. Het was een besturingssysteem met op software gebaseerd virtueel geheugen en het eerste dat van lagen gebruikmaakt, waarbij de hogere lagen afhankelijk zijn van de lagere, of diepere lagen. Ook introduceerde Dijkstra hiermee de ‘semaforen’, een synchronisatiemechanisme voor parallelle of gedistribueerde programma's. Nog steeds zijn de termen p- en v-operations in zwang, die oorspronkelijk stonden voor de signalen van een seinpaal passeren, respectievelijk vrijgeven van een baanvak.
Trommelgeheugen (links) en ringkerngeheugen
De weg naar het museum
Ondanks alle innovativiteit was de X8 geen succes. Er werden er nog geen twintig besteld. Van de geplande serie van X2, X3, X4 en X5 kwam toen niets meer terecht en het bedrijf uit Rijswijk kwam in financiële problemen. “We konden de concurrentie met de IBM 360-serie niet aan. Ik werkte nog niet zo lang bij Electrologica toen we te horen kregen dat Philips alle aandelen had overgenomen”, vertelt Volkers. “Aanvankelijk ging het werk gewoon door. Philips maakte in Apeldoorn de P1000. Op een gegeven moment werden in Rijswijk randapparaten voor die machine gemaakt. Toen heb ik daar nog voor geprogrammeerd.”
De Electrologica X8 is niet helemaal in de vergetelheid geraakt. Bij de universiteit in het Duitse Kiel stond nog een volledig systeem. De Stichting Electrologica heeft dit naar Nederland gehaald en gerestaureerd, waarna het een tijd bij de Hogeschool Arnhem Nijmegen heeft gestaan. De stichting nam contact op met Rijksmuseum Boerhaave in Leiden om het systeem op te laten nemen in de collectie. Daar is het sinds 15 december vorig jaar te bezichtigen.
Computer (introductiejaar) |
Trommelgeheugen (woorden/grootte) |
Ringkerngeheugen (woorden/grootte) |
ARRA II, 1953 |
1024 / 30bit |
|
Armac, 1956 |
3584, 34bit |
512 (64 vrij te gebruiken), 34bit |
EL-X1, 1958 |
|
32.768, 27bit |
EL-X8, 1965 |
|
256.144, 27bit |
Tweakers Magazine
Een variant van dit artikel verscheen eerder in het Tweakers Magazine, dat elke twee maanden wordt verstuurd naar alle Hero- en Elite-abonnees. Wil jij dit soort artikelen ook als eerste lezen en daarnaast profiteren van alle voordelen die een abonnement biedt, check dan de Aboshop voor meer info. Je bent al Hero-abonnee vanaf 3,75 euro per maand. Jullie steun wordt enorm gewaardeerd.