DIKUs historie - lang – Københavns Universitet

Videresend til en ven Resize Print Bookmark and Share

Datalogisk Institut, DIKU > Om DIKU > historie lang

Datalogisk Instituts historie - den lange version

Oprettelsen

Datalogisk Institut blev oprettet i forsommeren 1970. Hermed afsluttedes første fase i instituttets tilværelse. Denne begyndte i 1963 med anskaffelsen af en et regneanlæg (en computer) af typen "Gier" til Matematisk Institut.

"Gier" er en forkortelse for "Geodætisk Instituts Elektroniske Regneanlæg". Den ene af Giers konstruktører, Bjarner Svejgaard Nielsen, blev ansat som afdelingsleder for at varetage undervisning og forskning i tilknytning til dette anlæg.

Gier anskaffes

På kurset "matematik 4" (numerisk analyse) blev det nu muligt at anvende Gier til numeriske beregninger i stedet for elektriske bordregnemaskiner. En del af undervisningen på "matematik 4" blev derfor indføring i programmering. Desuden undervistes der i videregående emner med tilknytning til den løbende datalogiske forskning. Der blev således udviklet en matematisk hjælpefunktion, der var særlig egnet til beregning af eksponentiel- og logaritmefunktionerne. Listeprogrammering blev tilgængelig på Gier på et tidligt tidspunkt. To programsystemer fortjener særlig at blive nævnt: et sæt programmer til at udskrive kurver og tegninger på en grafisk tegnemaskine, og en makrooversætter. Begge systemer fandt udbredelse til andre Gier anlæg i Danmark og i udlandet. Det blev besluttet at oprette en særlig førstedels-uddannelse for matematikstuderende, der ønskede at specialisere sig i datalogi. Kurset "datalogi 1" afholdtes første gang i sommeren 1969 og kurset "datalogi 2" i sommeren 1970 som overbygning på "matematik 4".

KU's edb-udvalg anbefaler...

Udenfor Matematisk Instituts rammer blev den tidlige udvikling præget af Københavns Universitets edb-udvalg, som blev nedsat i sommeren 1966 for at undersøge universitetets behov for elektronisk databehandling. Dette udvalg opridsede en plan indeholdende tre hovedpunkter:

  • Etablering af et databehandlingscentrum ved Københavns Universitet. Centret var tænkt anbragt i en særlig bygning med en stor datamaskine som fælles service og forskningscentrum for alle fakulteter.
  • Etablering af en række mindre datamaskiner ved universitetets institutter til dækning af større lokale edb-behov. Disse lokale anlæg skulle så senere forbindes til datacentret som satellitmaskiner.
  • Etablering af undervisning i datalogi ved alle fakulteter samt oprettelse af en datalogilinie ved det matematisk-naturvidenskabelige fakultetet.

Og endnu en plan...

I juni 1968 fremkom udvalget med endnu en plan som afstak den kommende udvikling af Københavns Universitets Regnecenter samt planerne for undervisningen i datalogi, som var: at ansøgningen om et professorat i datalogi burde gives højeste prioritet og at man straks efter besættelsen af professoratet burde oprette et institut i datalogi, hvorunder ansvaret for fagets fremtidige udvikling skulle ligge. At datalogilinien, som en variant af matematiklinien ved cand.scient.-studiet, skulle oprettes, således at studerende kunne påbegynde studiet efteråret 1968. At datalogiafdelingen ved Matematisk Institut (senere Datalogisk Institut) skulle være rådgivende ved den undervisning, der skulle gives i datalogi og programmering ved de forskellige fakulteter, og at man ved afdelingen skulle stille lokaler til rådighed for de lærere, som skulle afholde denne undervisning.

Den første professor i datalogi

September 1969 tiltrådte dr. phil. Peter Naur professoratet i datalogi. Han havde fra sit arbejde ved A/S Regnecentralen haft tæt kontakt med den tidlige udvikling af datalogien i Danmark såvel som internationalt. Han var således sekretær for en international arbejdsgruppe, der udformede programmeringssproget Algol.

Udbygningen

DIKU oprettes

Styrelsesloven trådte i kraft 1970, et år efter instituttets oprettelse. I takt med afklaringen af denne lov blev instituttets administrative funktioner opbygget og Datalogisk Institutråd og Datalogisk Studienævn blev stiftet. Indtil 1974 lå instituttet i økonomisk henseende direkte under konsistorium, men herefter gik det over til Det Naturvidenskabelige Fakultet som et medlem af Matematisk Centralinstitut. Indtil 1972 havde instituttet lokaler i H.C. Ørsted Instituttet, men flyttede derefter til Sigurdsgade 41, i en bygning hvor Regnecentret for Københavns Universitet (RECKU) flyttede ind året efter.

Ved oprettelsen i 1970 havde instituttet 1 professorat, 3 amanuenser, 3 lektorer og 3 kandidatinstruktorer. Instituttet underviste 500 studerende på første del og 50 på anden del. I 1977 havde instituttet 1 gæsteprofessorat, 2 professorater, 8 lektorer, 5 adjunkter samt 5 administrative medarbejdere. Der undervistes 600 studerende på første del og 250 på anden del.

Kraftig vækst på DIKU

I årene op til 1983 oplevede man en kraftig stigende studentertilgang til datalogistudiet på Københavns Universitet, uden at det reelt var muligt at udvide den faste lærerstab og antallet af kandidater. Undervisningsopgaverne løstes kun tilnærmelsesvist og forskningsopgaverne blev skubbet i baggrunden på grund af det stigende arbejdspres. Der var behov for vækst af instituttet, som det ikke var muligt at opfylde indenfor det naturvidenskabelige fakultets rammer, der havde måttet beskæres.

DIKU udbygges og får flere penge

Den begrænsede forsknings- og undervisningskapacitet på det datalogiske område gav i 1979 anledning til, at undervisningsministeren med baggrund i en henvendelse fra erhvervsfolk anmodede det faglige landsudvalg for de naturvidenskabelige uddannelser (FLUNA) om at udarbejde en redegørelse for problemet.

Redegørelsen fra FLUNA's datalogiudvalg anbefalede en udbygning af DIKU. Udbygningen blev dog først påbegyndt i 1983. I årene 1981-1983 modtog Datalogisk Institut særbevillinger fra undervisningsministeriet i overensstemmelse med FLUNA's anbefalinger. Disse særbevillinger muliggjorde en vis styrkelse af undervisningsaktiviteterne ved ansættelse af ca. 10 deltidslærere. Antallet af faste videnskabelige medarbejdere var kun udvidet med en, fra 16 til 17, i perioden 1974-82, i en periode hvor der var oparbejdet en studenterpukkel med kødannelse på studiets anden del og overbelastning af lokalerne.

Måltal for VIP'er øges og udflytning til nye lokaler

I 1983 blev der så med vedtagelse af finansudvalgets aktstykke 406 påbegyndt en udbygning af Datalogisk Institut, som frem til 1988 skulle tilføre instituttet 18 nye videnskabelige medarbejdere, således at man i alt nåede op på 38 videnskabelige medarbejdere. På grund af vanskeligheder med rekruttering og fastholdelse af lærere fik instituttet i 1988 fakultetets tilslutning til at udbygningen kunne fortsætte i en mindre stigningstakt.

I 1984 flyttede instituttet fra bygningen i Sigurdsgade til Universitetsparken 1; en bygning der hidtil havde rummet Anatomisk Institut. Ved dette instituts overflytning til det nybyggede Panum Institut blev bygningen i Universitetsparken 1 ledig. Overtagelsen gav en tiltrængt arealforøgelse. Det blev muligt at udbygge studenterfaciliteterne med flere terminalarbejdspladser og edb-udstyret kunne moderniseres takket være de øgede bevillinger. Det var afgørende for undervisningen, at det anvendte edb-udstyr var tidssvarende.

I perioden indtil midt i 1996 voksede den videnskabelige medarbejderstab støt op mod de 36 medarbejdere, som fakultetet da havde fastsat. I forbindelse med fakultetets udbygningsplan blev rammen varslet forøget til 38 i overensstemmelse med aktstykket. Men ved en besparelsesrunde i efteråret 1996 blev rammen for 1997 fastsat til 35 videnskabelige medarbejdere.

Forskningen

I instituttets tidlige fase udviklede forskningen sig især inden for tre områder: anvendelser, basisprogrammel og teori. Senere udkrystalliserede forskningen sig indenfor nogle mere specialiserede områder: Semantikbaseret programbehandling, algoritmik, distribuerede systemer, datamatsyn samt informationssystemer.

Datamatiske systemer til medicinske målinger

Fra 1969 forskede man i udviklingen af datamatiske systemer til medicinske målinger, bl.a. måling af hjernens blodgennemstrømning. Denne aktivitet førte til konstruktion af et gammakamera med indbygget minicomputer. Dette kamera muliggjorde målinger, som har givet et bedre kendskab til hjernen funktion i normal og syg tilstand. Fra et datalogisk synspunkt har dette projekt været af værdi, bl.a. som kilde til projekter af tværvidenskabelig art på anden del.

Det gav anledning til udviklingen af et makrosprog, et operativsystem til tidstro multiprogrammeret operation (VACS), modelstudier af fysiologiske systemer og grafisk databehandling. I 1977 påbegyndtes et nyt projekt inden for dette område, en enkelt-fotons emissionstomograf. Instituttet fik sammen med Rigshospitalet og Bispebjerg Hospital midler til udvikling af en enkelt-fotons emissionstomograf. Instituttet har i de seneste år samarbejdet med center for 3D-billedbehandling ved Rigshospitalet, et forskningscenter, der arbejder med rekonstruktion af tredimensionale strukturer baseret på billeddata opsamlet af MR- PET- og SPECT-scannere.

En ny forskergruppe i billedbehandling dannes på DIKU

På instituttet blev senere dannet en forskergruppe, som arbejder med mere teoretiske sider af billedbehandling, bla. visuel inferens (problemet automatisk at uddrage information fra billeder og billedsekvenser eller kunne foretage automatiske beskrivelser af billeder). I forbindelse hermed er arbejdet med skalarum, en billedrepræsentation, der populært sagt opnås ved at "udtvære" eller "sløre" billeder i varierende omfang, således at de finere detaljer udviskes, hvorved billedanalysen forsimples. De matematiske og geometriske egenskaber ved skalarumsrepræsentationen er blevet undersøgt, bl.a. i samarbejde med en forskergruppe i Utrecht.

Praktiske forsøg i billedbehandling

Der er blevet opbygget et billedlaboratorium ved Datalogisk Institut, som har været brugt til flere praktiske undersøgelser. Som et eksempel kan nævnes geometrisk kalibrering af et digitalt kamera udstyret med motoriseret optik således, at graden af zoom, fokus, og blænde kan ændres under programkontrol. Kalibreringen muliggør, at observationer (koordinater) optaget ved forskellig grad af zoom og fokus kan relateres til visuelle synsretninger. Denne kalibrering er en forudsætning for anvendelse af sensoren til visuel udforskning.

Det 3-dimensionale rum

Man har desuden arbejdet på at få bevægelig datastyret maskine til at løse problemer ved direkte input fra omgivelserne via digitale sensorer. Der benyttes rumlige sensorer der som input giver en projektion af det omgivende 3-dimensionale rum. Man må kunne modellere omgivelserne for at kunne håndtere tilbagekobling på maskinens bevægelser og på eventuelle forandringer i omgivelserne. Resultaterne kan deles i to områder. Ved at bevæge en programstyret mekanisk robot fås tidsvarierende data, det vil sige at der optages en digital film.

Den bedste udnyttelse af begrænsede ressourcer

Operationsanalyse er læren om anvendelse af matematiske modeller som led i beslutninger der søger den bedste udnyttelse af begrænsede ressourcer. Ved Datalogisk Institut valgte man tidligt at koncentrere såvel undervisning som forskning om et af operationsanalysens vigtigste hjælpemidler: de matematisk optimeringsmetoder. Ud af dette emneområde voksede naturligt fagområdet algoritmik.

Begrundelsen herfor er følgende: Datamaskiner anvendes som værktøj til problemløsning på et stadigt voksende spektrum af områder, og centralt heri er effektiviteten af de anvendte algoritmer. En algoritme er en præcis beskrivelseaf den række operationer, der med udgangspunkt i et problems data fører frem til problemets løsning i form af et resultat. Problemerne kan handle om tal, tekster, billeder, naturlige sprog, egenskaber ved programmer, praktisk planlægning og beslutning etc. Den øgede regnekraft i nutidens datamater har snarere end at dække behovet for problemløsning øget mængde og størrelse af de problemer, der ønskes løst. Effektive algoritmer spiller hermed en central rolle i at kunne udnytte det eksisterende hardware bedst muligt.

Algoritmiske studiefelter

Studiet af algoritmer omfatter traditionelt også felterne datastrukturer og kompleksitet. Da alle data skal repræsenteres i datamaskinen for at kunne bearbejdes, er datastrukturering et centralt studiefelt i forbindelse med algoritmer. Vurdering af algoritmernes ressourceforbrug i form af tid og plads, samt vurdering af et forelagt problems kompleksitet målt i ressourcebehov ved dets løsning er det andet traditionelle studiefelt. En taksonomi for algoritmer kan baseres på i hvert fald 4 kriterier: det løste problem, den anvendte metode i algoritmen, algoritmens egenskaber mht. effektivitet, og den underliggende maskinmodel.

Forskellige problemområder til og løsningsmetoder med algoritmik

Der forskes i algoritmer for vidt forskellige problemer (optimering, numerisk linear algebra, algoritmisk geometri, etc.), der arbejdes med mange forskellige grundlæggende løsningsmetoder (algebraiske, kombinatoriske, geometriske, kontinuerte), både metodernes teoretiske effektivitet og den praktiske effektivitet i form af at eksperimenter med implementerede algoritmer studeres, og der ses både på sekventielle algoritmer, parallelle algoritmer for konkrete arkitekturer, og parallelle algoritmer for maskinmodeller.

Prioritetskøer, VLSI-design og Steinertræet

Som grundlag for algoritmekonstruktion optræder ofte en matematisk model. I forbindelse hermed undersøgesprincipper for matematisk modellering i forbindelse med beslutningsstøtte ved planlægning i praksis. Indenfor algoritmik er der også arbejdet på rekonstruktion af evolutionsforløb fra genetiske afstande samt med dynamiske grafalgoritmer. Desuden er der arbejdet med prioritetskøer og på at lave registerallokering for strukturerede programmer. I 1996 har forskere fra instituttet undersøgt generering og forening af fulde Steinertræer, et problem, der har en række anvendelser i VLSI-design og netværkssyntese. På grundlag af nye geometriske og kombinatoriske tests lykkedes det at løse eksempler med op til 150 punkter.

Maskinnært programmel

Et andet forskningsområde i instituttets tidlige fase var maskinnært programmel. Her udvikledes tegneprogrammel, en makrooversætter og terminalsoftware, der var ret avanceret for den tid. Senere udvikledes MIK, et korutineorienteret styresystem til en mikrocomputer. Systemet kunne afvikle prioriterede reentrante korutiner og omfattede mekanismer til indbyrdes synkronisering og kommunikation, synkronisering med sand tid og retningslinier for behandling af ydre enheder.

Nye begreber: Beskyttelse og nedlæggelse

Ligeledes arbejdede man med afklaring af begreberne beskyttelse og nedlæggelse. Arbejdsmetoden bestod i at definere en "kerne" (d.v.s et sæt grundoperationer til at opbygge operativsystemer). Dernæst anvendtes kernen til at konstruere de vanskelige dele af et operativsystem. Resultaterne vurderedes, begrebsapparatet blev revideret og "kernen" forbedret tilsvarende. Senere blev kernekonstruktion en del af undervisningen på førstedelskurset i materiel.

Et nyt forskningsområde opstår: Distribuerede systemer

Man kan se udviklingstendensen indenfor maskinnært programmel som førende til forskningen indenfor distribuerede systemer, som består af selvstændige, samarbejdende datamater og de spiller en stadigt voksende rolle efterhånden som hurtigere og kraftigere netværk muliggør større udveksling af data og processer.

Og et nyt programmeringssprog fødes: Emerald

Der blev udviklet et objekt-orienteret programmeringssprog, Emerald, i samarbejde med University of Washington. Der er blevet forsket i udvikling af nye paradigmer og mekanismer for distribuerede operativsystemer, fx data- og processflytninger mellem datamater med forskellige maskinarkitekturer, objektlokalisering, integration af database forespørgselssprog med objekt-orientering, og på højhastinghednetværk. Desuden har man undersøgt problemerne omkring små, distribuerede mobile datamater, der er forbundet med varierende former for datatransmissionsudstyr, fx lokalnet, telefonnet eller mobiltelefon.

Støttet af statens forskningsråd er udført forskning vedrørende højhastighedsnetværk og dets brug til fordelt fælles virtuelt lager, dvs. at flere datamater er fælles om et stort addresserum, men at selve lageret er fordelt på de enkelte maskiner. Et højhastighedsnetværk baseret på ATM teknologi er blevet opbygget omkring otte meget hurtige RISC processorer og der er der blevet indrettet et laboratorium til både ATM udstyret og til det mobile udstyr.

Pascal til UNIVAC 1100

Instituttet udviklede i den tidlige fase en oversætter til programmeringssproget Pascal for maskinen UNIVAC 1100. Herved blev skabt et godt udgangspunkt for praktisk afprøvning af nye sprogfaciliteter. Denne oversætter blev uddelt til en række udenlandske universiteter.

Semantikbaseret programmeringssprog

Senere blev programmeringssprog og problemerne forbundet hermed et større forskningsområde på instituttet, i form af semantikbaseret programbehandling. Semantikbaseret programbehandling omhandler programmeringssprog, herunder behandling af programmer som dataobjekter med henblik på analyse, implementering, transformering, syntese og tidsvurdering samt typebegrebets teori og anvendelse.

Emnet er relevant for konstruktion af oversættere og fortolkere samt programafprøvning og programoptimering Der er blevet lagt vægt på, at de udviklede teknikker er automatiske og at de er velfunderede i semantikken for et programmeringssprog.

Mellem Teori og Praktik

Forskningen på instituttet ligger på grænsen mellem teori og praksis: teorier afprøves på datamaskiner og praktiske eksperimenter fører ofte til nye teoretiske undersøgelser. Typer er blevet studeret, dels som værktøj til at formindske lagerforbruget, bl.a. i funktionssproget Standard ML, dels for samtidigt at opnå fleksibiliteten ved utypede sprog og effektiviteten og sikkerheden ved typede sprog, og dels ved effektivitetsproblemer i partiel evaluering af typede programmeringssprog.

Teoretiske undersøgelser og praktiske eksperimenter er blevet foretaget med anvendelse af partiel evaluering på praktiske problemer. Der er udført forskning vedrørende termineringsproblemer i partiel evaluering samt stærkere programtransformationer. Kompleksitetsproblemer er blevet studeret for programmeringssprog.

Samarbejde med DTU

Der arbejdes med realisering af en højparallel grafreduktionsmaskine i samarbejde med Mikroelektronikcenteret på DTU. Indenfor området er der blevet publiceret flere bøger. Den sidste, en lærebog om kompleksitet og beregnelighed, "Computability and Complexity From a Programming Perspective", er udgivet på MIT Press forlaget i U.S.A.

Map Theory

En teori, der forener datalogi og klassisk matematik, "Map Theory", er blevet udviklet på instituttet.

Se også: