Pioniers van de ZEBRA

De eerste computer in Groningen

Jan Kraak j.kraak@rc.rug.nl

Dit tweede deel in een serie over computerpioniers gaat over dr. Jan R. Luyten en Leo Th. van der Weele die met de ZEBRA, de eerste computer van de RUG, hebben gewerkt. De vorige aflevering over computerpioniers verscheen in Pictogram nummer 2 van het afgelopen jaar.

Mathematisch Instituut aan de Reitdiepskade

Reitdiepskade 4

Voor colleges Wiskunde kwam ik in het begin van de jaren zestig dikwijls in een voornaam pand met een souterrain aan de Reitdiepskade in Groningen, waar toen het Mathematisch Instituut was gevestigd. Het was een voormalig woonhuis met onder de monumentale hoofdtoegang een trap gemaakt voor het dienstpersoneel. Het was nog in de tijd voor de grote democratiseringen en wij als studenten werden ook niet geacht door de hoofdingang, maar via de souterraintrap naar de op de bel-etage gelegen collegezaal te gaan.

Tijdens een college werd de deur van de zaal eens bruusk geopend door een jongetje dat zich van geen regels bewust was en op duidelijke toon vroeg of er nog oud papier was. De docent, nog helemaal in trance, stond het jongetje secondenlang aan te staren. Als eerste was het jongetje zich van het misverstand bewust, en verliet snel het pand.
In het souterrain bevond zich naast de kapstokken een deur die toegang gaf tot een geheimzinnige kamer, waarin zich de eerste computer van Groningen bevond, de ZEBRA. Met eigen ogen heb ik die computer toen nooit gezien. Wel herinner ik me dat zich door de kieren van de deur een kluwen felgele ponsbanden naar buiten perste, als waren het kwaadaardige gezwellen. Maar dat zal wel fantasie zijn geweest.

ZEBRA-gebruikers

Pas in 1997 zag ik een ZEBRA (Zeer Eenvoudige Binaire Reken Automaat) in het echt op de tentoonstelling ‘Rekenwonders en superbreinen’ in het Groninger Universiteitsmuseum. In een artikel over de geschiedenis van het RC* zijn reeds de prominenten, waaronder onze Nobelprijswinnaar professor Zernike (de meest recyclede naam in Groningen), aan de orde gekomen die bij de ingebruikname van de Groningse ZEBRA in 1959 aanwezig waren.
Omdat ik iets wilde weten over de echte gebruikers van de ZEBRA, had ik op een vinnig koude middag in januari van dit jaar op het RC een gesprek met Leo Th. van der Weele die nog steeds op het RC werkt en met Jan R. Luyten die al ongeveer tien jaar met pensioen is. Alvorens ik in ga op hun persoonlijke verhalen, eerst iets over de technische kant van de ZEBRA. 

Ponsband

Gezien door de ogen van vandaag was de ZEBRA een zeer primitieve en trage machine (een optelling duurde 30 milliseconden), maar toentertijd was het een geweldige vooruitgang vergeleken met de tot dan toe gebruikte met een zwengel te bedienen handrekenmachines. Allerlei tot op dat moment onoplosbare problemen konden toen worden berekend. In zijn tijd was de ZEBRA een prima computer.
In- en uitvoer ging via ponsband: een smalle opgerolde papierstrip met daarin coderingen via gaatjescombinaties. Met een primitief apparaat kon men een programma of data op een ponsband zetten. Alle programmeurs konden de gaatjescoderingen vlot lezen: een al lang uitgestorven kunst.
Grote programma's vergden tientallen meters ponsband die na inlezen weer moest worden opgerold. Programmacorrecties vergden allerlei priegelwerk aan de ponsband, het begrip editor bestond nog niet. Via een soort printer kon men een afdruk op papier van de ponsband maken.

Puzzeltrucologie

Vergeleken met binair coderen, wat ook kon, was programmeren in Simple Code al erg geriefelijk. Met de instructie ‘H x’ haalde je bijvoorbeeld een getal uit de locatie ‘x’ van het geheugen over naar het rekenregister en met de instructie ‘A y’ telde je het getal in locatie ‘y’ op bij de huidige inhoud van het rekenregister. Soortgelijke instructies had je voor vermenigvuldigen en delen. De geheugenplaatsen bevonden zich in de vorm van magnetische punten op de buitenkant van een ronddraaiende trommel, vandaar de naam trommelgeheugen.
Bij binair coderen was het de kunst om er voor te zorgen dat, als je het getal uit de locatie ‘x’ van het geheugen wilde halen, die locatie op de trommel ook net voorbij de leeskop kwam, anders moest je een draaicyclus wachten. De ZEBRA had een meter die de gemiddelde wachttijd aangaf. Het hoofdgeheugen van 32 kB was erg beperkt, het vergde veel vernuft, ook wel puzzeltrucologie genoemd, om een probleem binnen het beschikbare geheugen te programmeren. Men kon maximaal een matrix van 30*30 inverteren. Behalve enkele goniometrische functies, had je geen numerieke bibliotheek.
Sollicitanten voor de functie van programmeur werden toen gevraagd of ze goed konden puzzelen; thans schijnt, tenminste bij SURF, de complete lezing van ‘Het Bureau’ van J. J. Voskuil een aanbeveling te zijn voor een ICT-baan.

Jan R. Luyten ontwerpt computer

Jan Luyten (1926) was die middag niet in een geriefelijk automobiel met de verwarming op de hoogste stand naar het RC gekomen zoals een heer van zijn stand dat zou betamen, maar gewoon op de fiets, zoals hij zijn hele leven al was gewend.
Luyten, opgegroeid in een intellectueel milieu in Haarlem, hoorde op de HBS van een schoolvriend hoe een telefooncentrale met mechanische schakelingen (relais) werkte. Omdat hij een hekel aan rekenen had, raakte hij gefascineerd door het idee om handrekenen te automatiseren. Op grond van de uitleg van de telefooncentrale maakte hij toen een ontwerp voor een rekenmachine. Hij heeft het ding nooit echt gemaakt, maar als dat wel was gebeurd, had het zeker gewerkt, vertelde hij met trots.
In 1943 deed hij eindexamen, maar omdat in de Tweede Wereldoorlog de universiteiten waren gesloten, ging hij door op het gymnasium. Toen heeft hij ook veel piano gespeeld om de tijd door te komen; het laatste oorlogsjaar kwam hij niet op straat.
Na de oorlog ging hij Theoretische Natuurkunde in Leiden studeren. Als een echte Leienaar laat hij nog steeds de ‘d’ weg als hij Leiden uitspreekt. Op zijn afdeling, waar veel prominente fysici waaronder Einstein hadden gewerkt - en iets van die roem straalt ook altijd uit op de anderen - werd al vlak na 1945 over computers gesproken, waarover men geruchten uit Amerika had vernomen. Hij hoorde toen de naam van Willem van der Poel, later hoogleraar in Delft, die in de laatste jaren van de oorlog al daadwerkelijk een computer had gebouwd van relais, welke thans is nagemaakt in het Delfts computermuseum. Het zelf maken van computers zat toen kennelijk ‘in de lucht’.

Luyten naar Groningen

Luyten was in grimmige tijd principieel dienstweigeraar. Voor vervangende dienstplicht was hij drie jaar verpleger in een psychiatrische inrichting, terwijl jongere collega's van hem later helpdesk-medewerker op het RC werden. Na afloop kon hij maar moeilijk weer aan het studentenleven wennen.
In 1960 volgde Luyten, inmiddels afgestudeerd, zijn promotor professor Tolhoek naar Groningen. Toen hij voor zijn promotieonderzoek een golffunctie moest uitrekenen, nam hij contact op met de numerici in het Mathematisch Instituut, die toen de ZEBRA als hun instrument beschouwden. Wilde je toen iets uitrekenen, dan ging je naar een numericus zoals dr. H.J. Buurema, die eerst je probleem analyseerde en daarna de programmering zelf deed of delegeerde aan een programmeur. Programma’s werden buiten kantooruren uitgevoerd door werkstudenten.
Op voorspraak van professor Tolhoek mocht Luyten als een van de eerste gebruikers zelf met de ZEBRA werken. Hij leerde zich zelf in korte tijd Simple Code en kreeg veel plezier in programmeren. Tijdens het gesprek vertelde hij enthousiast hoe je een DO-loop programmeerde, waarbij hij ons overdonderde door zijn kennis van allerlei Simple Code-constructies. Na een paar dagen oefening had hij zo weer de ZEBRA kunnen programmeren! Als hij dat echt zou willen, dan zou dat ook nog kunnen, omdat de al eerder genoemde Van der Poel rond 1995 een ZEBRA-simulator voor MSDOS* heeft gemaakt.

Ponsband en medicijndoosje waarin Jan Luyten ZEBRA-ponsbanden bewaarde

Clebsch-Gordon

Toen Jan Luyten afscheid van het RC nam, liet hij op zijn kamer een batterij van twaalf netjes aan elkaar gelijmde medicijndoosjes achter, waarin hij vroeger ZEBRA-ponsbanden bewaarde. Op de doosjes zitten labels met wonderlijke teksten als ‘Clebsch-Gordon’, ‘Euler transfie’ en ‘Een Madelung 8 pool term’. Die doosjes heb ik bewaard en ik had nu eindelijk de kans om hem daar wat over te vragen. In een ervan zit nog een klein ponsbandje. Toen ik vroeg wat hij daarmee berekend had, rolde hij het bandje af en probeerde het te lezen; maar die kunst was hij ondertussen vergeten.
Hij vertelde dat de ponsbanden subprogramma's bevatten. Je liet je hoofdprogramma stoppen, las zo'n subprogramma uit een doosje in om bijvoorbeeld een Clebsch-Gordon-coëfficiënt uit te rekenen, en vervolgde na afloop ervan weer het hoofdprogramma. Luyten kende nog nauwkeurig de Simple Code-instructies hiervoor. Voor subroutines heb je al heel lang software libraries, maar toen kon het niet anders.

Beëdigd hoffilosoof

Terwijl Jan Luyten reeds jaren met pensioen is, doen er nog steeds veel anekdotes over hem de ronde. Dat heeft te maken met zijn contrasterende, studentikoze en onconventionele levensstijl: zijn charme. In de tijd dat je geen computerapparatuur op je kamer had, zodat het er nog stil was, stond er bijvoorbeeld een wekker zonder wijzers op zijn kamer te tikken voor de gezelligheid.
Terwijl veel computergebruikers dikwijls zitten te tieren achter hun pc, voerde Luyten - misschien had hij het zelf niet eens door - gemoedelijke gesprekken met zijn computer, soms hoorde je hem ‘Schatteboutje’ zeggen. ‘Oef’ en ‘zoef’ zijn stopwoorden van hem.
Als hem iets niet zinde of als hij een probleem signaleerde, schreef hij soms een mild filosofisch stuk, zoals ‘De nieuwe kleren van de Keizer of waarom de planning nooit klopt’ (J.R. Luyten, beëdigd hoffilosoof), dat nog steeds erg leesbaar en tevens van toepassing is. Een ander verhaal, ‘J.R.L.: Pa Pinkelman in de politiek’, ging over de soms te hoog gespannen verwachtingen van gebruikers die zich niet in technische details willen verdiepen.

Leo Th. van der Weele

Van der Weele, geboren in Singapore (1936), bracht zijn vroege jeugd door in het voormalige Nederlands-Indië; in de oorlog zat hij in een Jappenkamp. Na de oorlog bezocht hij evenals Luyten de HBS in Overveen, waar hij Anton Pieck als tekenleraar heeft gehad. Hij ging in Groningen Wiskunde studeren, vooral de Statistiek had zijn belangstelling.
In tegenstelling tot Jan Luyten, die al in het begin van zijn studie hoorde over computers, werd daarover in Groningen op college zelden gepraat. Pas na de komst van de ZEBRA werd Van der Weele zich daarvan bewust. Jaren na de intrede van de computer werden de practica Numerieke Wiskunde nog steeds met ‘koffiemolens’ gedaan.
Toen er voor de ZEBRA werkstudenten werden gevraagd voor ƒ 2,25 gulden per uur, greep Van der Weele die kans. Heel wat studenten van allerlei studierichtingen, veelal corpsleden, volgden zijn voorbeeld.

Werkstudenten

De grootste klus voor de werkstudenten was het promotieonderzoek van de sterrenkundige H. van Woerden, die de zgn. ‘21 cm waterstof spectraallijn’, opgenomen door de radiotelescoop in Dwingeloo, analyseerde in termen van ‘Gauss-krommen’.
De werkstudenten moesten beginschattingen voor het Gauss-programma maken. Nadat het programma enige tijd had gerekend, moesten ze beoordelen of het curvefitting-proces wel de goede kant op ging. Zo neen, dan moest er worden ‘bijgestuurd’, waar lang niet iedereen even goed in was. Het betekende: even iets doen, en dan weer een kwartier wachten. En dat ging zo maar door.
De werktijden 's nachts en op zaterdag en zondag waren erg lang, soms zestien uur achtereen. Er bestond nog geen ARBO-dienst en het was dan ook, vooral laat in de nacht, geen pretje om daar in de kelder met de ZEBRA te moeten werken. Het was er erg lawaaiig vanwege de koeling van de honderden radiobuizen. Verder was het er ‘s winters koud, aangezien de centrale verwarming alleen overdag aan was; ‘s nachts was er een nietig straalkacheltje. Je was er in je eentje met een krakende radio. Alleen Radio Luxemburg zond toen populaire muziek uit, zoals Elvis Presley, Fats Domino en Buddy Holly.

Nachtbrakers

Fragment uit een ZEBRA-logboek van Leo van der Weele

In de drie ZEBRA-logboeken die Van der Weele heeft bewaard, dringt soms iets door van het lange vervelende werk voor de werkstudenten, maar ook van hun grote plichtsbetrachting. Ik kwam de naam tegen van Doekele Stavenga, thans hoogleraar Natuurkunde aan de RUG. Desgevraagd kon hij me boeiende aanvullingen geven op dit verhaal. Zoals over de nu bijna niet meer te bevatten wanhoop als een tientallen meters lange ponsband in de knoop zat.
Hij vertelde smakelijk over nachtbrakers van diverse pluimage die op het licht in het ZEBRA-souterrain afkwamen, het trapje afwankelden, en dan weer weggewerkt moesten worden. Bij het drinken van oudbakken koffie moet hij nog steeds aan de nachtelijke uren met de ZEBRA denken.

Allereerste programmeur

In 1961 ging Van der Weele als programmeur werken bij het Neher-laboratorium, het research centrum van de PTT in Leidschendam waar Van der Poel de ZEBRA had ontworpen. Hij maakte daar kennis met de pas ontworpen programmeertaal ALGOL 60, waarvoor nog geen compiler was. In 1962 keerde hij echter weer terug naar Groningen als eerste programmeur op de ZEBRA.
Op een Internetpagina getiteld ‘Toen ICT nog ‘de computer’ werd genoemd’* legt Van der Weele uit hoe je een polynoom op de ZEBRA programmeerde in Simple Code. Door de formule te herschrijven, kon je het aantal vermenigvuldigingen verkleinen en omzetten in optellingen, die minder tijd kostten.

Operateur/programmeur A. van Deemter bij de ZEBRA

ZEBRA gesloopt

In 1964 werd de ZEBRA opgevolgd door de Telefunken TR4 die ongeveer 400 maal zo snel was. De ZEBRA bleef nog enkele jaren bleef staan, maar werd nauwelijks gebruikt. Henk Hoekstra, nog steeds aan het RC verbonden, kreeg de opdracht om de ZEBRA te slopen. Het was een degelijk apparaat, en het heeft hem heel wat zweetdruppels gekost. Tien jaar geleden zag ik nog eens in een rommelhok een radiobuis met wat elektronica van de ZEBRA rondslingeren.

 

Hoe het verder ging met de pioniers

Dr. Donald W. Smits (1919-1998), een andere belangrijke ZEBRA-pionier waarover Van der Weele een in memoriam heeft geschreven*, ging de kant op van systeemprogrammering. Maar Luyten en Van der Weele waren meer geïnteresseerd in toepassingen. Beiden omarmden ze de hogere programmeertaal ALGOL 60 op de TR4, die heel wat geriefelijker was dan Simple Code om mee te werken.
Luyten, die in 1964 bij het RC kwam en in 1968 promoveerde, zou bij fysici bekend worden met een programma dat ‘Mössbauer-spectra’ analyseerde. Luyten noemde dit programma, dat hij zijn belangrijkste werk vindt op het RC, liefkozend de ‘Mössbeer’. Verder heeft hij veel aan signaalanalyse en TeX gedaan.
Van der Weele ging Statistiek doen. Samen met anderen maakte hij het statistische pakket ‘WESP’*. Het geven van statistische adviezen heeft hem door de jaren heen veel voldoening gegeven. Dit resulteerde in ruim honderd publicaties. In 1998 werd hem op grond van zijn grote verdiensten voor het universitaire computergebruik een koninklijke onderscheiding verleend.

 * Internet pionierspagina: dit artikel is ook te lezen op Internet.

Het vorige artikel van Jan Kraak in Pictogram over computerpioniers is te lezen op www.rug.nl/rc/organisatie/pictogram/archief/pictogram/2000-5-2/pioniers.htm

---

index Pictogram 1