BESK
thumb|Kontrollpanelen till BESK. I mitten upptill sitter 3 gånger 40 lampor som visar innehållet i BESKs tre register i binär form: uppifrån och ned MD, MR och AR. Därunder visas innehållet i AS och OP. Under dessa lampor sitter 3 x 5 + 2 rektangulära fönster. Bakom dessa fönster sitter nixierör som visar innehållet i AR (de två översta raderna, 2 gånger 5 fönster), AS (de tre första fönstren på tredje raden), OP (de två sista på tredje raden) och KR (de tre sista fönstren längst ned) i form av hexadecimala tal.
Besk eller BESK (Binär Elektronisk SekvensKalkylator) var Sveriges andra dator (efter BARK), som då kallades matematikmaskin eller elektronhjärna. BESK var en elektronisk dator baserad på radiorör. Matematikmaskinnämnden beslöt att påbörja utvecklingen av BESK år 1950 i början parallellt med utvecklingen av BARK och maskinen färdigställdes 1953. BESK var i drift till 1966 då den demonterades och donerades till Tekniska museet.https://digitaltmuseum.se/021026493600/manoverbord

Under några veckor var BESK den snabbaste datorn i världen, och fyllde ett rum i Gamla tekniska högskolans lokaler på Drottninggatan 95 A i Stockholm. Man förde under dessa år en diskussion om det behövdes två eller tre datorer för Sveriges behov.

Bakgrund
thumb|BESKs manöverpanel, två Williamsminnen, det magnetiska trumminnet och i bakgrunden ferritkärneminnet på Tekniska museet.
Ingenjörsvetenskapsakademien (IVA) hade efter andra världskriget fått kunskap om de datorer som USA utvecklat, i synnerhet ENIAC, och skickat Stig Ekelöf på rekognosceringstur till USA. Pådrivande i frågan var Försvarets Radioanstalt samt Kungliga Marinförvaltningen. Dessa såg tillämpningar inom kryptologi respektive beräkning av kulbanor. Som en reaktion på Ekelöfs rapporter beslutade IVA att sända fem stipendiater till USA för att utbildas i den nya datortekniken. Detta skedde i ett fönster 1946–1947 mellan avspänningen efter andra världskriget och innan kalla krigets början.

Två av stipendiaterna, Erik Stemme och Carl-Erik Fröberg hade gjort praktik hos Herman Goldstine på Princeton University där de involverades i arbetet på IAS-maskinen. Erik Stemme placerades i gruppen under Jan A. Rajchman på RCA-laboratoriet där man arbetade med selektronröret, som var den minnesteknik von Neumann föreslagit för IAS-maskinen. Stemme kallade selektronminnet "det mest avancerade elektronrör som någonsin tillverkats".

I mars 1948 utvärderades stipendiaternas arbete i USA och det fanns en konsensus om att Sverige ännu inte kunde köpa några datorer från USA eftersom de kommersiella modellerna inte var färdiga. Kjellberg ansåg att Sverige borde bygga något i stil med Harvard Mark III, vilket Carl-Erik Fröberg höll med om men han ansåg att vad Sverige i längden behövde var något i stil med IAS-maskinen i Princeton. Den 23 mars lade Conny Palm backad av professorerna Hilding Faxén, Hannes Alfvén och Torbern Laurent fram ett förslag om att bygga en "elektrosiffermaskin" som hade stora likheter med Harvard Mark III. Detta förslag blev aldrig genomfört.

Erik Stemme arbetade i slutet av 1940-talet på Försvarets Forskningsanstalt med Freda, en analogimaskin, för vilken han konstruerat ett trumminne efter återkomsten från stipendieresan i USA. Selektronrören han arbetat med i USA hade visat sig vara en återvändsgränd som minnesteknik för elektroniska datorer, men efter att han läst en artikel om Williamsminnen publicerad 1948 hade Stemme fått anslag från Matematikmaskinnämnden att experimentera med denna minnesteknik. År 1949 hade han fått ett Williamsrör att fungera och reste till England och diskuterade konstruktionen med 
Frederic Williams själv.

År 1950 beslutade Matematikmaskinnämnden att inleda arbetet på BESK och år 1951 flyttade Stemme sin verksamhet från FOA till Matematikmaskinnämndens Arbetsgrupp runt Conny Palm och Stig Ekelöf och blev utan formella beslut ledare för konstruktionen av BESK.

Funktionsprincip
BESK:s utformning är en så kallad IAS-maskin. För en programmerare fungerar BESK och IAS-maskinen likadant. Den ursprungliga IAS-maskinen färdigställdes vid Institute of Advanced Study, Princeton, New Jersey 1951, och var en av de tidigaste datorerna med von Neumann-arkitekturen. BESK programmerades således genom att program laddades in i arbetsminnet, där även in- och utdata kunde lagras. Ritningarna till den ursprungliga IAS-maskinen var vida spridda till skolor, företag och verksamheter som var intresserade av räknande maskiner. IAS-maskiner var inte mjukvarukompatibla, men byggde på ritningar över den ursprungliga IAS-maskinens arkitektur.

BESK hade 2400 elektronrör och 400 germaniumdioder, så den var delvis baserad på halvledarelektronik. Programmen försågs med brytpunkter så att beräkningen kunde återupptas efter att något elektronrör brunnit ut och bytts. 

Instruktions- och talrepresentation
Liksom IAS-maskinen arbetade BESK med 40-bitarsord. Varje instruktion var 20 bitar lång och ett 40-bitarsord kunde således innehålla två instruktioner.

De tal som BESKs instruktioner arbetade med var 40 bitar och kunde tolkas på många vis, men de inbyggda matematikinstruktionerna använde en representation i fixpunktsaritmetik i tvåkomplement i intervallet  med bit 0 som teckenbit. Flyttal användes först på BESK men endast i form av flyttalsemulering, dvs program som efterliknade beteendet i en riktig flyttalsenhet. Den 1 maj 1959 utökades emellertid BESK med flyttalsstöd i hårdvara med alla fyra räknesätten och en del stödfunktioner. Denna flyttalsenhet hade 32 bitars heltalsdel (mantissa) i normaliserad tvåkomplementsform  resp  med binärpunkten mellan bit 0 och 1, samt 8 bitars exponent, så att alla 40 bitarna i ett BESK-ord utnyttjades. Till skillnad från flyttalsenheten i BARK hade exponenten inget tecken.

Den hade tre register som alla var 40 bitar långa: AR (ackumulatorregistret), MD (multiplikandregistret) och MR (multiplikatorregistret). Innehållet i dessa visas tydligt på de 3 gånger 40 lampor som sitter överst i mitten av BESKs kontrollpanel, samt på de senare tillagda hexadecimala nixierören, och på så vis kan operatören följa datorns arbete. Utöver detta finns AS (adressregistret) och OP (operationsregistret).

Williamsminnet
thumb|Principskiss för BESKs Williamsminne som visar metoden med cirklar och punkter inuti cirklarna.
Som arbetsminne användes ursprungligen ett elektrostatiskt Williamsminne, vilket var ett brittiskt patent på det första RAM-minnet. Det var baserat på 40 Williamsrör, samt 8 reservrör. Varje Williamsrör var ett katodstrålerör som kunde lagra 512 binära bitar i form av "punkter" i olika positioner på en skärm. Totalt var minnet alltså 20 kilobit (2,5 kByte). När katodstrålen träffade en punkt uppstod en potentialbrunn kring denna, baserat på en effekt som kallas sekundäremission. Potentialbrunnen avlästes med en platta, och nollställdes genom att låta katodstråleröret rita ett streck bredvid punkten. Rören kunde behålla lagrade data i bråkdelen av en sekund, och måste därför avläsas och återskrivas periodiskt, på liknande sätt som man gör i moderna dynamiska RAM-minnen (DRAM).

BESK innehöll ett eget Williamsminne som konstruerats av Gunnar Stenudd. Istället för att enbart lagra enstaka punkter upptäckte man under konstruktionen av Williamsminnet till BESK att det var bättre att låta en nolla representeras av en cirkel, och en etta av en cirkel med en punkt inuti. Elektroniken fick skärmas och kapslas i metall för att undvika elektrostatiska störningar. Utöver detta system införde Stenudd en rad med referensettor längst ned på varje minnesmatris, vilka användes för att kalibrera intensiteten i elektronstrålen mot bildrörets fosforskikt så att skillnaden i amplitud ut vid läsning kunde minimeras. Williamsrören behövde en daglig driftkontroll på 30 minuter. Williamsminnet användes de första 3–4 åren av BESKs drifttid.

Ferritkärneminnet
thumb|BESKs ferritkärneminne monterat i frontpanel.
Williamsminnet blev snabbt otillräckligt och ersattes redan 1956 med ett kärnminne konstruerat av Carl-Ivar Bergman och Gert Persson. Speciell testutrustning konstruerades för att testa ferritkärnorna, och hemmafruar med erfarenhet av att sticka anställdes för att sätta samman kärnminnet som bestod av 40 matriser med 1024 kärnor i varje, det vill säga 40 kilobit (5 kByte) och därmed dubbelt så stort som Williamsminnet. Varje matris kunde addresseras parallellt så att BESK läste eller skrev ett helt 40-bitarsord i en cykel.

Trumminnet
En viktig spin off-effekt från utvecklingen av BESK var det magnetiska trumminnet, som användes som sekundärminne i datorn. Minnet baserades på ett magnetiskt fenomen, som upptäckts av Olle Karlqvist och som kallades Karlqvist gap.

Driftstid
BESK togs i drift 1953 och först 13 år senare, år 1966 togs BESK ur drift. BESK:s kontrollpanel, en dubbelenhet från Williamsminnet samt trummor ur trumminnet finns sedan 1966 på Tekniska museet i Stockholm.

Prestanda
BESK genomförde en addition på 56 μs och en multiplikation på 350 μs. 

Arbetsminnet kunde lagra 512 ord med en ordlängd om 40 bit, det vill säga 2560 byte. Instruktionslängden var 20 bit, så två instruktioner kunde lagras på varje adress i arbetsminnet. 

Effektförbrukningen var 15 kVA. 

Under de två första åren var körtiden i genomsnitt 5 minuter innan ett elektronrör gick sönder och behövde bytas, men hållbarheten förbättrades därefter. 

Användning
De första beräkningarna gjordes den 1 april 1954. BESK hanterade vingprofiler med mera för Saab 32 Lansen, väderdata för Carl-Gustaf Rossby och SMHI meteorologiska byrå, statistik för Televerket och vägprofiler för Vägverket. Under nätterna utnyttjade Försvarets radioanstalt (FRA) BESK för att knäcka krypterade radiomeddelanden (av Per-Erik Persson med flera). BESK användes också för beräkningar för den svenska kärnkraftsindustrin, till exempel Monte Carlo-simuleringar av neutronspektrum (även det av Per-Erik Persson med flera). De flesta datorberäkningar för det svenska kärnvapenprogrammet gjordes emellertid med efterföljaren SMIL. År 1957 använde Hans Riesel BESK för att upptäcka ett Mersenneprimtal bestående av 969 siffror – det största kända vid den tiden.

Efterföljare
Lunds universitet byggde 1956 en icke programkompatibel variant av BESK, som gick under namnet SMIL (Siffermaskinen i Lund) och 1957 färdigställde Saab i Linköping den icke-kompatibla varianten SARA (Saabs räkneautomat), som var dubbelt så snabb som BESK. Saab var en av de största användarna av den ursprungliga BESK. 

Matematiknämnden började 1960 utveckla en transistoriserad ersättare till BESK, den kom dock att slutföras 1965 av AB Datasystem för Atomforskningsinstitutets räkning och fick beteckningen TRASK. När Matematikmaskinnämnden lades ner 1963 lämnade många kring BESK den statliga anställningen, men även SAAB:s arbete med SARA, och gick över till Åtvidabergs Industrier, senare Facit AB. Facit började 1958 att tillverka Facit EDB och Facit EDB-3, som var programvarukompatibla med BESK. Facit EDB tillverkades i nio exemplar och var Sveriges första serietillverkade dator.

Se även
BARK – Binär Automatisk Relä-Kalkylator – Sveriges första dator.
SMIL – Siffermaskinen i Lund.
Facit EDB – Sveriges första serietillverkade dator, baserad på BESK
Datasaab D2 – transistorbaserad
TRASK – TRAnsistoriserad SekvensKalkylator

Referenser

 Externa länkar 

Tre Innovatörer AB: BESK Binär Elektronisk Sekvens Kalkylator
BESK programmeringsmanual (1958-05-02)
Vädergubbar, kodknäckare och artillerister bakom datorbygget
Ljusa nätter kring Besk
En minnesbyggares hågkomster
Att arbeta med 1950-talets matematikmaskiner: Transkript av ett vittnesseminarium vid Tekniska museet i Stockholm den 12 september 2005

Kategori:Sveriges datorhistoria
Kategori:Föremål på Tekniska museet


how long was the fastest computer in the world
Answer: a few weeks