ESKO – ESKO –

ensimmäinen suomalainen ensimmäinen suomalainen tietokonetietokone

Anu MikkolaAnu Mikkola

Tietojenkäsittelytieteen historia –seminaari kevät Tietojenkäsittelytieteen historia –seminaari kevät 20052005

ESKO – ensimmäinen ESKO – ensimmäinen tietokonetietokone• TaustaaTaustaa

– tietokoneiden sukupolvettietokoneiden sukupolvet– matematiikkakonekomiteamatematiikkakonekomitea

• RakentaminenRakentaminen– esitutkimusesitutkimus– päätös hankinnastapäätös hankinnasta– rakennusvaiherakennusvaihe

• ESKOn tekninen ratkaisuESKOn tekninen ratkaisu• ESKOn tekemisen tavoite ja hyödytESKOn tekemisen tavoite ja hyödyt• Yhteenveto Yhteenveto

ESKO…ESKO…

• Seminaarityön tavoite:Seminaarityön tavoite:– millaisia koneita oli valittavissa kopioitavaksi v. millaisia koneita oli valittavissa kopioitavaksi v.

19541954– miksi päätettiin valita G1a kopioitavaksimiksi päätettiin valita G1a kopioitavaksi– professorien Erkki Laurilan ja Rolf Nevalinnan professorien Erkki Laurilan ja Rolf Nevalinnan

vaikutus päätöksiinvaikutus päätöksiin

• Päälähteenä työssä Petri Pajun Päälähteenä työssä Petri Pajun lisenssiaattityö ”Ensimmäinen suomalainen lisenssiaattityö ”Ensimmäinen suomalainen tietokone ESKO ja 1950-luvun suunnitelma tietokone ESKO ja 1950-luvun suunnitelma kansallisesta laskentakeskuksesta”kansallisesta laskentakeskuksesta”

TAUSTAA - Tietokoneiden TAUSTAA - Tietokoneiden sukupolvet ESKOn sukupolvet ESKOn näkökulmastanäkökulmasta• 1-sukupolvi: elektroniset tyhjiöputket1-sukupolvi: elektroniset tyhjiöputket

– v. 1945 ENIACv. 1945 ENIAC• laskentakuntoon kytkemällälaskentakuntoon kytkemällä• peräkkäiset operaatiot ennalta määrättyjä ja yksiköihin rakennettujaperäkkäiset operaatiot ennalta määrättyjä ja yksiköihin rakennettuja• ohjelma ei ollut tallennettuna muistiinohjelma ei ollut tallennettuna muistiin• käytti kymmenjärjestelmääkäytti kymmenjärjestelmää

– v. 1946 EDVACv. 1946 EDVAC• sarjallinen toiminta, käsky kerrallaansarjallinen toiminta, käsky kerrallaan• käytti binäärijärjestelmää -> vähemmän tyhjiöputkiakäytti binäärijärjestelmää -> vähemmän tyhjiöputkia• von Neumannin tallentavan ohjelman periaatevon Neumannin tallentavan ohjelman periaate

• 2-sukupolvi: transistorit2-sukupolvi: transistorit– v. 1948 EDVACin periaate ruotsalaisessa BESKissäv. 1948 EDVACin periaate ruotsalaisessa BESKissä

• Suomessa matematiikkakonetutkimus alkoi ennen II Suomessa matematiikkakonetutkimus alkoi ennen II maailmansotaamaailmansotaa– rakennus alkoi 5-10 vuotta myöhemmin kuin Englannissa, rakennus alkoi 5-10 vuotta myöhemmin kuin Englannissa,

Saksassa, USA:ssaSaksassa, USA:ssa

Taustaa/ Tietokoneiden Taustaa/ Tietokoneiden sukupolvet v. 1954 – 1962 sukupolvet v. 1954 – 1962

Suomessa:Suomessa:Sukupolvi 1: Sukupolvi 1:

1954-60 1954-60 ESKOESKO TKKTKK19581958 ENSIENSI PostisäästöpankkiPostisäästöpankki19601960 Wegematic 1000Wegematic 1000 TuY (lahja Ruotsista)TuY (lahja Ruotsista)19601960 Wegematic 1000Wegematic 1000 HY/FLT (lahja Ruotsista) HY/FLT (lahja Ruotsista)

Sukupolvi 2:Sukupolvi 2:19601960 Elliott 803 AElliott 803 A KaapelitehdasKaapelitehdas19601960 Elliott 803BElliott 803B KaapelitehdasKaapelitehdas19611961 Elliott 803 AElliott 803 A TKKTKK19621962 IBM 1620IBM 1620 HY/MLTHY/MLT

MatematiikkakonekomiteaMatematiikkakonekomitea

• prof. Erkki Laurila ehdotti matematiikkakonekomitean prof. Erkki Laurila ehdotti matematiikkakonekomitean asettamista kirjeessä Helsingin yliopiston kanslerille asettamista kirjeessä Helsingin yliopiston kanslerille Juhana MybergilleJuhana Mybergille– Valtion luonnontieteellinen toimikunta päätti asettaa Valtion luonnontieteellinen toimikunta päätti asettaa

14.4.1954 Suomen Akatemian alaisen 14.4.1954 Suomen Akatemian alaisen Matematiikkakonekomitean Matematiikkakonekomitean

• Komitean tehtävänä selvittää:Komitean tehtävänä selvittää:– Suomessa esiintyvää matematiikkakoneiden tarvettaSuomessa esiintyvää matematiikkakoneiden tarvetta– tehdä ehdotuksia matematiikkakoneiden tehdä ehdotuksia matematiikkakoneiden

hankkimisesta tai rakentamisestahankkimisesta tai rakentamisesta• Toimintaa rahoitti pääasiassa Valtion Toimintaa rahoitti pääasiassa Valtion

Luonnontieteellinen toimikunta (muita: Luonnontieteellinen toimikunta (muita: Opetusministeriö, Jenny ja Antti Wihurin rahasto, Opetusministeriö, Jenny ja Antti Wihurin rahasto, Vakuutusyhtiö Salama Oy, Strömberg Ab, Oy Siemens Vakuutusyhtiö Salama Oy, Strömberg Ab, Oy Siemens Sähkö Ab)Sähkö Ab)

[Paju2002][Paju2002]

Matematiikkakonekomitea…Matematiikkakonekomitea…

• Komiteaa johtivat: Komiteaa johtivat: – akateemikko, matemaatikko akateemikko, matemaatikko Rolf NevanlinnaRolf Nevanlinna (pj.) (pj.) – teknillisen fysiikan professori teknillisen fysiikan professori Erkki LaurilaErkki Laurila (vpj.). (vpj.).

• Muita jäseniä:Muita jäseniä:– prof. Gustaf Järnefelt HYprof. Gustaf Järnefelt HY– prof. Pentti Laaksonen TKKprof. Pentti Laaksonen TKK– prof. Evert J Nyström TKKprof. Evert J Nyström TKK– dosentti Kari Karhunen Henkivakuutusyhtiö Suomi (myös dosentti Kari Karhunen Henkivakuutusyhtiö Suomi (myös

reikäkorttiyhdistyksen perustajajäsen 1953)reikäkorttiyhdistyksen perustajajäsen 1953)– kenraaliluutnantti Uolevi Poppius puolustusvoimat kenraaliluutnantti Uolevi Poppius puolustusvoimat

(myöh.kenr.lt.E. Roschier)(myöh.kenr.lt.E. Roschier)– myöh. dipl.ins. Hans Andersinmyöh. dipl.ins. Hans Andersin– myöh. fil.maist. Olli Varhomyöh. fil.maist. Olli Varho

Rakentaminen/esitutkimusRakentaminen/esitutkimus

•Nevalinna keväällä v. 54 Saksassa, Ruotsissa ja Nevalinna keväällä v. 54 Saksassa, Ruotsissa ja SveitsissäSveitsissä•Laurila syksyllä v. 54 uudestaan Saksaan Laurila syksyllä v. 54 uudestaan Saksaan GöttingeniinGöttingeniin•ESKOn perusratkaisu G1a-minimaalikoneestaESKOn perusratkaisu G1a-minimaalikoneesta•osa osista ja piirustuksista Saksastaosa osista ja piirustuksista Saksasta

Esitutkimus/BESKEsitutkimus/BESK

• Matematikmaskinnämnen tarjosi v. 54 kopioida Matematikmaskinnämnen tarjosi v. 54 kopioida BESKBESK

• BESK (Binär Elektronisk Sekvens Kalkylator) oli BESK (Binär Elektronisk Sekvens Kalkylator) oli EDVACin kopio.EDVACin kopio.

• Besk:Besk:– oli ollut jonkin aikaa maailman nopein tietokoneoli ollut jonkin aikaa maailman nopein tietokone– ohjelmoitiin konekielellä, käyttäen symbolisia käskyjä ja ohjelmoitiin konekielellä, käyttäen symbolisia käskyjä ja

heksadesimaalisia merkintöjäheksadesimaalisia merkintöjä– KJ korvasi sisäänluku-, tulostus- ja erilaiset KJ korvasi sisäänluku-, tulostus- ja erilaiset

palveluohjelmat palveluohjelmat – ohjelma ja luvut tallennettuina koneen muistiin (von ohjelma ja luvut tallennettuina koneen muistiin (von

Neumannin periaate). Neumannin periaate). • Päätös lähettää Tage Carlsson ja myöhemmin Päätös lähettää Tage Carlsson ja myöhemmin

Hans Andersin stipendiaateiksi RuotsiinHans Andersin stipendiaateiksi Ruotsiin[AnC93]

Esitutkimus/BESK…Esitutkimus/BESK…

• Andersin ja Carlsson harjoittelivat laskemalla BESKillä ammusten lentoratoja ohjelmakirjaston muistissa olevan Runge-Kutta-menetelmän mukaista ohjelmaa käyttämällä.

• BESKissä oli reikänauhoilla valmiina perusohjelmistoa: tavallisimpien funktioiden laskenta-, differentiaaliyhtälöiden integrointi- ja muita standardiohjelmia sekä matriisioperaatioita. Koneen käyttäjät pystyivät kopioimaan ne osat, joita he tarvitsivat laskuissaan.

• Matematiikkakonekomitea päätti kuitenkin jättää valitsematta BESKiä, sillä sen rakentamisen arvioitiin tulevan kalliimmaksi kuin saksalaisen koneen kopiointi.

[PAJ02]

Esitutkimus/G1aEsitutkimus/G1a

• Ennen G1a:sta Saksassa oli valmistunut v. 52 isoveli G1.

• Päätettiin lähettää Hans Andersin ja Tage Carlssonin v.54 4 kk:ksi Göttingeniin stipendiaatteina

• G1a rakennettiin Saksassa Dipl. Phys. WilhelmHopmannin johdolla.

• Valmistumassa oli myös suurempi G2 ja G3 oli rakenteilla.

[AnC93]

Esitutkimus/G1a..Esitutkimus/G1a..

• G1-minimaalikone oli lähtöisin Wilhelm Hopmannin työpöydältä:– Minimaalikoneen idea oli siinä, että haettiin

konetta, jossa käytettävien rakenneosienmäärä olisi ollut mahdollisimman pieni mutta silti tarkoituksenmukainen.

– 1950-luvulla oli vallalla teoria, että on olemassa jokin minimimäärä koneen rakenneosia ja tämän määrän alittuessa koneen laskentakyky putoaa nopeasti nollaan. G1a:n piti olla juuri tämän minimin yläpuolella.

[LAU93]

Esitutkimus/G1a…Esitutkimus/G1a…

• Minimaalikoneidean takia jokainen pienen koneen komponentti oli viritettävä äärimmilleen.

• Tämä lisäsi koneen epäluetettavuutta (= korjaaminen ja kiertäminen vei rakentajilta aikaa).

• Laitteen piti sijoittua fyysikoiden ja tiedemiesten apuvälineeksi suuren matematiikkakoneiden ja pöytälaskinten välille.

[PAJ02]

Esitutkimus/G1a…Esitutkimus/G1a…

• ESKOn valmistumista hidasti Hopmannin haavoittuvat piiriratkaisut, saksalaisten optimisti (lupaukset), hidas työtahti, virheet piirustuksissa, työn etenemisen sattumanvaraisuus

• Lopulta Hopmannin jätti G1a-projektin hänen ja koneen rakentajan tri Hans Billingin riitaantuessa. – Saksalaisten G1a ei valmistunut koskaan valmiiksi

asti– Suomen ESKO oli ainoa G1a-kone, joka valmistui.

[AnC93]

[AnC93][AnC93]

Esitutkimus/G1a…Esitutkimus/G1a…

• G1a:n alustava määrittelytyö ja perussuunnittelu tapahtui Göttingenissä Saksassa ja suomalaisille jäi vain toteutus ja rajallinen määrä omaa suunnittelutyötä. – Koneen pääarkkitehti Wilhelm Hopmann päätti ja ideoi

nopealla tempolla muutoksia kone vastaamaan vaihtuviin vaatimuksiin.

– suomalaisilla rakentajilla ei kokemusta/rohkeutta poiketa saksalaisten linjasta.

• Rakentaminen oli Valtion luonnontieteellisen toimikunnan suurin voiman ponnistus ->– komitean oli käännyttävä anomaan rahoitusta muilta

rahoittajilta

[PAJ02]

Rakentaminen/ päätös Rakentaminen/ päätös hankinnastahankinnasta• Professori Rolf Nevalinnan mukaan valmiin koneen

ostaminen olisi tullut maksamaan useita 10 milj. – G1a:n kustannukset arviolta 6-8 miljoonaa. – Muiden koneiden rakentaminen noin 2xenemmän.(=BESK)

• Saksalaisten vaatimus: rakennettava kone pääosin tieteellisiin tarkoituksiin.

• Saksalaiset tarjosivat lisäksi 2:lle stipendiaatille 4 kk ilmaista opetusta GIa:n rakentamisesta.

• Nevalinnan päätökseen mahdollisesti vaikuttivat:– Hän oli aiemmin opiskellut Göttingenissä – Hänellä oli henkilökohtaisia siteitä Saksaan

[PAJ02]

Rakentaminen/Rakentaminen/RakennusvaiheRakennusvaihe• ESKON rakentaminen aloitettiin huhtikuussa 1954

– prof. Erkki Laurilan johdolla – Tage Carlssonin työnohjauksessa – teknikko Veikko Jormon avustuksella– Muita rakentajia projektissa olivat:

• Hans Andersin• matemaatikko Olli Varho• ja vaihteleva joukko Erkki Laurilan opiskelijoita. [PAJ02]

• Konetta rakennettiin Teknisen korkeakoulun Kemian laboratorion ullakolla vanhan päärakennuksen piharakennuksessa.[SEP93]

Rakentaminen/Rakentaminen/Rakennusvaihe..Rakennusvaihe..• Rakentaminen oli Tage Carlsson ja Hans Andersin

suuri koitos, heillä oli tarkin käsitys ja suunnitelmat koneen käyttötarkoituksesta[LAU93].

• Dipl.ins. Tage Carlsson oli rakentamassa ESKOa Dipl.ins. Tage Carlsson oli rakentamassa ESKOa sen valmistumiseen saakka -> Nokiallesen valmistumiseen saakka -> Nokialle– mukana rakentamassa ensimmäistä analogiakonetta mukana rakentamassa ensimmäistä analogiakonetta

Laurilan johdollaLaurilan johdolla– tekninen vastuu koneen rakentamisessa [AnC93]tekninen vastuu koneen rakentamisessa [AnC93]

• Tage Carlsson yritti rakennustyön aikana muuttaa Tage Carlsson yritti rakennustyön aikana muuttaa G1a:ta vastaamaan Puolustusvoimien tarpeita -> G1a:ta vastaamaan Puolustusvoimien tarpeita -> ei onnistunut ei onnistunut [PAJ02][PAJ02]

Rakentaminen/Rakentaminen/Rakennusvaihe..Rakennusvaihe..• Dipl.ins. Hans Andersin oli rakentamassa ESKOa v. Dipl.ins. Hans Andersin oli rakentamassa ESKOa v.

1956 asti 1956 asti – mukana rakentamassa ensimmäistä analogiakonetta -> mukana rakentamassa ensimmäistä analogiakonetta ->

diplomityö analogiakoneen kertolaskulaiteestadiplomityö analogiakoneen kertolaskulaiteesta– Andersin piti Saksan matkalta palattuaan Andersin piti Saksan matkalta palattuaan

seminaariesitelmiä matkan anneista. [PAJ02]seminaariesitelmiä matkan anneista. [PAJ02]– ESKO-projektissa keskityttiin rakentamiseen, eikä ESKO-projektissa keskityttiin rakentamiseen, eikä

opetukseen -> IBM:lle koulutus/myyntitehtäviinopetukseen -> IBM:lle koulutus/myyntitehtäviin– matematiikkakonekomitean sihteerinä v. 1959 astimatematiikkakonekomitean sihteerinä v. 1959 asti– NIM-peli -> Rolf Nevalinnan 60-vuotislahjaksi [AnC93]NIM-peli -> Rolf Nevalinnan 60-vuotislahjaksi [AnC93]

• Nevalinna ja Laurila kiistelivät koneen Nevalinna ja Laurila kiistelivät koneen sijoituspaikasta:sijoituspaikasta:– Nevalinna: Nevalinna: Helsingin yliopisto -> 2vHelsingin yliopisto -> 2v– Laurila: Teknillinen tutkimuslaitos Laurila: Teknillinen tutkimuslaitos

[PAJ02][PAJ02]

[AnC93][AnC93]

ESKOn tekninen ratkaisuESKOn tekninen ratkaisu

• ESKOssa oli yli 450 elektroniputkea, 2 000 ESKOssa oli yli 450 elektroniputkea, 2 000 puolijohdediodia, 220 ferriittirengasta, 4 000 puolijohdediodia, 220 ferriittirengasta, 4 000 vastusta ja kondensaattoria.vastusta ja kondensaattoria.

• käsiteltävät numerot luettiin 1840 sanaa sis. käsiteltävät numerot luettiin 1840 sanaa sis. magneettisesta rumpumuististamagneettisesta rumpumuistista

• mikro-ohjelmoitu käyttäen mikro-ohjelmoitu käyttäen ferriittirengasketjua käskyjen osatoimintojen ferriittirengasketjua käskyjen osatoimintojen ohjaamiseksi, mikä teki uusien käskyjen ohjaamiseksi, mikä teki uusien käskyjen lisäämisestä varsin joustavaa.lisäämisestä varsin joustavaa.

[AnC93][AnC93]

ESKOn tekninen ratkaisu..ESKOn tekninen ratkaisu..

• matemaattinen käskyvalikoima oli monipuolinen ja matemaattinen käskyvalikoima oli monipuolinen ja aritmetiikka toimi aina liukulukujen kanssa.aritmetiikka toimi aina liukulukujen kanssa.

• koneen hitaus (20 yhteenlaskua / s) tuli siitä, että koneen hitaus (20 yhteenlaskua / s) tuli siitä, että suorituksen ohjaus tapahtui lukemalla reikänauhalle suorituksen ohjaus tapahtui lukemalla reikänauhalle lävistettyjä käskyjä. Ohjelmasilmukka saatiin aikaan lävistettyjä käskyjä. Ohjelmasilmukka saatiin aikaan liimaamalla ohjelmanauha renkaaksi. Hypyt liimaamalla ohjelmanauha renkaaksi. Hypyt aliohjelmiin tapahtuivat käynnistämällä se aliohjelmiin tapahtuivat käynnistämällä se nauhanlukija, jolla ko. aliohjelmanauha oli (lukijoita nauhanlukija, jolla ko. aliohjelmanauha oli (lukijoita oli yhteensä 10 kpl). oli yhteensä 10 kpl).

• tulokset kirjoitettiin sähkökirjoituskoneella (14 tulokset kirjoitettiin sähkökirjoituskoneella (14 merkkiä / s) tai lävistettiin nauhalle (60 mrk / s).merkkiä / s) tai lävistettiin nauhalle (60 mrk / s).

[AnC93][AnC93]

Rakentamisen tavoite ja Rakentamisen tavoite ja hyödythyödyt• Eri lähteissä ristiriitoja mikä oli tavoite:Eri lähteissä ristiriitoja mikä oli tavoite:

– Nevalinna: tavoitteena saada Suomeen Nevalinna: tavoitteena saada Suomeen käytettäväksi oma matematiikkakonekäytettäväksi oma matematiikkakone

– Laurila: kokemusta rakentamisesta & oppiLaurila: kokemusta rakentamisesta & oppi– Andersin, Carlsson: toimiva koneAndersin, Carlsson: toimiva kone

• Kaikki olivat samaa mieltä, että Kaikki olivat samaa mieltä, että lopputulos oli vanhanaikainen jo lopputulos oli vanhanaikainen jo syntyessään!syntyessään!

[PAJ02][PAJ02]

Rakentamisen tavoite ja Rakentamisen tavoite ja hyödyt..hyödyt..

• Nevalinna halusi suosia matemaatikkoja ja Nevalinna halusi suosia matemaatikkoja ja uskoi tiedemiesten hyötyvän koneestauskoi tiedemiesten hyötyvän koneesta

• Laurila uskoi opiskelijoiden saavan Laurila uskoi opiskelijoiden saavan matematiikkakonetekniikan ja käytön matematiikkakonetekniikan ja käytön asiantuntemusta projektissa -> asiantuntemusta projektissa -> onnistuionnistui– Lisäksi pyrkimys saada matematiikkakeskus Lisäksi pyrkimys saada matematiikkakeskus

Suomeen, jossa opetusta, tutkimustyötä, Suomeen, jossa opetusta, tutkimustyötä, koneiden kehittelyä ja rakentamistakoneiden kehittelyä ja rakentamista

[PAJ02][PAJ02]

YhteenvetoYhteenveto

• ESKOa rakennettiin 6 vuotta/30 htvESKOa rakennettiin 6 vuotta/30 htv• ESKO oli pettymys Puolustusvoimien ballistiselle toimistolle, ESKO oli pettymys Puolustusvoimien ballistiselle toimistolle,

vaikka Carlsson oli yrittänyt ottaa huomioon vaikka Carlsson oli yrittänyt ottaa huomioon nauhaohjauksen joustamattomuuden -> joutuivat nauhaohjauksen joustamattomuuden -> joutuivat vuokraamaan reikäkorttikoneen IBM:ltä v.55vuokraamaan reikäkorttikoneen IBM:ltä v.55

• Matematiikkakomitea yritti estellä muiden Matematiikkakomitea yritti estellä muiden rakennus/hankinta päätöksiä -> ei auttanut, rakennus/hankinta päätöksiä -> ei auttanut, postisäästöpankin Ensi 1958postisäästöpankin Ensi 1958

• työryhmä teki pieniä innovaatioita: Carlsson-Befehl [AnC93]työryhmä teki pieniä innovaatioita: Carlsson-Befehl [AnC93]• koneen rakennus sai pientä julkisuutta -> pidettiin edelleen koneen rakennus sai pientä julkisuutta -> pidettiin edelleen

tiedemiesten puuhailunatiedemiesten puuhailuna[PAJ02][PAJ02]

Yhteenveto..Yhteenveto..

• Lopputulokseen vaikuttivat:Lopputulokseen vaikuttivat:– II maailmansota viivästi Suomen kehitystäII maailmansota viivästi Suomen kehitystä– Rolf Nevanlinnan saksalaismielisyysRolf Nevanlinnan saksalaismielisyys– yleislakko 1956 hidasti muiden päätöksiä, joten ESKO sai noin yleislakko 1956 hidasti muiden päätöksiä, joten ESKO sai noin

vuoden lisäaikaa, mutta sekään ei auttanutvuoden lisäaikaa, mutta sekään ei auttanut• Kuitenkin jotain hyvääkin:Kuitenkin jotain hyvääkin:

– matematiikkakonekomitea aloitti Suomessa yhteistoiminnan matematiikkakonekomitea aloitti Suomessa yhteistoiminnan tietojenkäsittelyn alalla tietojenkäsittelyn alalla

– Laurilan tietokone/laskentakeskus idea vuonna 1955 Laurilan tietokone/laskentakeskus idea vuonna 1955 • Helsingin yliopiston, Postisäästöpankin ja Kaapelitehtaan Helsingin yliopiston, Postisäästöpankin ja Kaapelitehtaan

laskentakeskuslaskentakeskus– ensimmäistä koulutusta tietojenkäsittelyssä/tekniikassaensimmäistä koulutusta tietojenkäsittelyssä/tekniikassa– rakentajista kasvoi asiantuntijoita, jotka myöhemmin siirtyivät rakentajista kasvoi asiantuntijoita, jotka myöhemmin siirtyivät

johtaviin tehtäviin yritysmaailmassajohtaviin tehtäviin yritysmaailmassa– kansa sai tuntumaa alaan lehtikirjoituksistakansa sai tuntumaa alaan lehtikirjoituksista

[AnC93][AnC93]

[AnC93][AnC93]

[AnC93][AnC93]