ing.L.BakkerOpenbare Werken, Dordrecht Over de controleerbaarheidvan computerberekeningen*Het gebruik van min Of meer ingewikkeldecomputers is in de tegenwoordige techni-sche wereld niet meer weg te denken. Zowelin de eenvoudigste als in de meest ontwikkel-de vorm hebben deze machines bewezenfantastische mogelijkheden te herbergen.Zowel het meest eenvoudige elektronischerekenmachientje met zijn nog altijd verba-zingwekkende supersnelle rekenwerk als devolgens de laatst ontwikkelde principes ge-bouwde grote computers hebben dingenmogelijk gemaakt welke 20 jaar geleden vooronmogelijk zouden worden gehouden.De ontwikkeling van elektronische rekenap-paratuur is in de laatste jaren zeer snel verlo-pen en het aanbod van nieuwe typen metsteeds meer mogelijkheden is langzamer-hand overstelpend groot geworden. Naastbedrijven die steeds maar nieuwere appara-tuur tegen steeds geringere prijzen en insteeds kleinere vorm op de markt brengen, iser een nieuwe industrie ontstaan welke zichbeijvert om voor deze apparaten de nodigeprogramma's op alle denkbare gebieden teontwikkelen. Op technisch gebied zijn velebureaus ontstaan die zich min of meer per-manent bezig houden met het voor de marktontwerpen van zogenaamde software.Controle van computerberekeningenVoor een technisch ambtenaar, belast metde controle van de ter goedkeuring inge-diende constructieberekeningen op bouw-kundig gebied wordt het langzamerhand ergmoeilijk om de nagenoeg oncontroleerbarebergen computerberekeningen, zo nodig,van een nuttig commentaar te voorzien. Deop zijn tafel ter beoordeling gedeponeerde,met behulp van elektronisch rekentuig ge-produceerde berekeningen vari?ren vandoor zeer vrijgevige computers verstrekteonleesbare stapels papier vol cijferreeksentot berekeningen waarin zonder nadere uit-leg wordt vermeld dat bij een bepaalde ligger*Dit artikel is gebaseerd op een lezing diedhr.Bakker heeft gehouden tijdens de stu-diedag 'Gebruik van de micro-computer inde civiele techniek', d.d. 26 mei 1981 te Delft,georganiseerd door de Betonvereniging insamenwerking met CIAD.op vier steunpunten de momenten z? groot,de dwarskrachten z? groot en de reacties z?groot zijn. De gegevens betreffende de toe-gepaste apparatuur en programma's zijndaarbij meestal zeer summier of ontbrekentotaal.Teneinde iets meer inzicht in de problema-tiek te krijgen is getracht ??n en ander op eenrijtje te zetten. In het besef dat vele tussen-vormen genoemd kunnen worden, kan de inde handel voorkomende apparatuur in grotelijnen in vier klassen worden onderverdeeld,namelijk:- zeer grote, centraal opgestelde, compu-ters;- grote computers;- tafel-of minicomputers;- rekenautomaten in zakformaat.EigenschappenWanneer deze onderverdeling nader wordtbezien kunnen de navolgende verschillen ofovereenkomsten worden vastgesteld.Zeer grote, centraal opgestelde computersmet terminal-aansluitingen- Het gebruik van zeer grote computers ge-schiedt zelden in directe, doch meestal inindirecte vorm door middel van een terminal.Op deze manier kunnen vele gebruikers vande grote mogelijkheden van deze, soms opzeer grote afstanden opgestelde, apparatengebruikmaken.- Zeer uitgebreide en volgens de meestgeavanceerde wiskundige technieken ont-worpen programma's zijn tegen vergoedingbeschikbaar om de ingewikkeldste proble-men op te lossen. Deze programma's zijnoncontroleerbaaren kunnen doorde gebrui-ker alleen als zijnde correct wordengeaccepteerd en aanvaard.- Het beheersen van de ter beschikkingstaande terminal en het daarop leren invoe-ren van een probleem vereist vooraf een da-genlange instructie.- De beschikbare programma's beslaan bij-na al Ie technisch denkbare gebieden en zijndikwijls zeer omvangrijk. De resultaten wor-den veelal inclusief alle invoergegevens uit-gebreid op vele bladen uitgetikt weergege-ven.- Visuele weergave van uitkomsten levertgeen enkel bezwaar op.- Voor het zelf ontwikkelen van eigen pro-gramma's worden deze apparaten zeldengebruikt.Grote computers- Het gebruik van grote computers ge-schiedt zowel in directe als in indirecte vorm.De indirecte vorm door middel van terminalsvindt dikwijls plaats binnen ??n bed rijf of eengroep bedrijven met gelijksoortige belangenen interessen.- Ook hier zijn dikwijls zeer omvangrijke eningewikkelde programma's beschikbaar.Comrole van deze programma's is onmoge-lijk. Om zakelijke en soms ook veiligheidsre-denen wordt door de ontwerper in het pro-g ramma een code opgenomen welke de mo-gelijkheid tot het uitlijsten ervan verhindert.Dat op het gebied van controle waakzaam-heid geboden is blijkt echter uit de ervaringdat als correct aanvaarde en jarenlang alszodanig gebruikte programma's onder be-paalde omstandigheden onjuiste uitkom-sten bleken te verstrekken.- Ook voor deze apparatuur geldt dat degebruiker voor de beheersing ervan een da-genlange instructie nodig heeft.- Zowel de invoer van gegevens als de uit-voer van resultaten wordt meestal in over-zichtelijke vorm, doch soms ook veel te uit-gebreid weergegeven.- Het visueel weergeven van resultaten isbijna altijd zonder problemen mogelijk.- Het zelf ontwikkelen van programma's opdeze apparaten is goed mogelijk, doch ver-eist een gedegen opleiding en kennis van demeer ingewikkelde programmeertalen.Tafel- of minicomputers- Tafel- of minicomputers worden alleen indirecte vorm gebruikt.- De op deze machines afgestemde be-schikbare en in de handel verkrijgbare pro-gramma's zijn, om dezelfde redenen als hier-boven vermeld, niet te controleren. Vooralvoor de apparaten in deze categorie wordenvele programma's aangeboden. Soms blijktechter dat wanneer voor de oplossing vaneen probleem gebruik wordt gemaakt vantwee verschillende programma's op bijbe-horende computers de resultaten wel eensbehoorlijke verschillen kunnen vertonen. Ditwordt meestal veroorzaakt door verschil inprogrammaopzetof een opeenstapeling vanafrondingsfouten.- Voor het leren werken met deze apparatenCement XXXIII (1981) nr. 9 569is ook hier de nodige instructie en oefeningnodig.- De weergave van de ingevoerde gegevensen de uitvoer van de resultaten laat bij dezemachines dikwijls al wat te wensen over. Bijhet gebruik van smalle afdrukstroken kun-nen de gegevens niet meer overzichtelijkworden weergegeven. Een aparte afdruk-eenheid kan meestal worden aangeslotenwaardoor dit probleem kan worden onder-vangen.- Visuele weergave is alleen goed mogelijkdoor aansluiting vanaparte randapparatuur.- Het zelf programmeren van deze machi-nes gaat meestal met behulp van een een-voudiger programmeertaal.Rekenautomaten in zakformaat- Het gebruik van rekenautomaten in zak-formaat gebeurt alleen in directe vorm.- De voor deze apparaten ontworpen en inde handel verkrijgbare programma's zijn,ook hier in verband met zakelijke achter-gronden, niette controleren. Doorde in ver-houding met grotere machines vrij beperktegeheugencapaciteit van deze rekenautoma-ten is het gevaar levensgroot aanwezig dat,teneinde de programmamogelijkheden zoeffici?nt mogelijk te benutten, soms noodza-kelijke in het programma onder te brengeninterne controles worden weggelaten. Hier-door zal de machine bij foutieve bedieningdeze fouten niet onderkennen en uiteindelijkonjuiste resultaten afleveren.- Het gebruik van deze apparaten is vrij een-voudig te leren aan de hand van het bijbeho-rende instructieboek.- De hier beschouwde machines beschik-ken meestal niet over een afdrukmechanis-me. Bij de duurdere uitvoeringen is een af-drukapparaat ingebouwd of alsextraaanvul-ling leverbaar. Behoudens voor het werkenmet zeer eenvoudige en overzichtelijke pro-gramma's is het mijns inziens onverant-woord om met deze machines zonder af-drukapparaat te werken daar dan een con-trole op datgene wat door de automaat wordtgedaan zeer moeilijk wordt. Na een foutieveaanslag wordt alleen getwijfeld aan het re-sultaat wanneer dit een absurde waarde aan-geeft. De ingebouwde of aan te sluiten af-drukapparatuur heeft slechts beperktemogelijkheden. Het bijvoegen van verkla-rende teksten bij de in- en uitvoer van gege-vens vereist veel van de beperkte geheugen-capaciteit met als gevolg dat dit erg snelwordt weggelaten of slechts in zeersummie-re vorm wordt weergegeven.- De mogelijkheid om de resultaten visueel,weer te geven is volgens mij bij deze catego-rie machines niet aanwezig.- Na een goede bestudering van het bij iede-re machine behorende instructieboek is hetvoor bijna iedereen mogelijk om zelf pro-gramma's op te stellen. En omdat het niet zomoeilijk is, worden de machientjes doorpractisch alle gebruikers benutom program-ma's te maken om eigen specifieke proble-men op te lossen. Wanneer deze program-ma's worden ontworpen en gebruikt zonderafdrukapparaat, waarmee de invoergege-vens en de uitvoerresultaten worden weer-gegeven, bestaat het grote gevaar dat bij nietgeconstateerde invoerfouten, of het per on-geluk veranderen van vaste geheugenwaar-de, verkeerde resultaten worden verkregen,welke als goed worden aanvaard.Uit dit overzicht blijkt als grote overeen-komst de oncontroleerbaarheid van de terbeschikking staande en de in de handel ver-krijgbare programma's. Dit is voor vele con-trolerende ambtenaren van het Bouwtoe-zicht nog steeds een moeilijk te aanvaardenzaak. Ingediende berekeningen moetenworden beoordeeld terwijl onderdelen daar-van niet voor controle toegankelijkzijn.Tochlijkt het er op dat langzamerhand de gegroei-de situatie door vele Bouwtoezichten als eenaanvaarde, en niet te vermijden zaak wordtbeschouwd.Al is de wenselijkheid om de aangebodenprogramma's te kunnen controleren nog zogroot, de mogelijkheid hiertoe is in de mees-te gevallen niet aanwezig, omdat:? de ontwerpers van een programma deze,uit overigens begrijpelijke zakelijke overwe-gingen, van een geheimhoudingscode voor-zien, en niet bereid zijn deze, voor een con-trole door een Bouwtoezicht of wie dan ookop te heffen;? al zou de mogelijkheid tot controle vanprogramma's aanwezig zijn, de ingewikkeld-heid ervan zou voormenige(technisch volle-dig voor zijn taak onderlegde) constructeureen struikelblok zijn. Het construeren opzichzelf is een vak en het ontwerpen vangoede computerprogramma's is ook eenvak; er zijn slechts weinigen die op beidevakgebieden volledig terzake kundig zijn.Van sommige programma's zijn de instruc-ties alleen al zo uitgebreid, dat voor het be-studeren hiervan een geruime tijd nodig is.Een mij bekend programma met een uitge-breid instructieboek is zodanig opgestelddat er zowel een driedimensionaal vakwerkmee kan worden berekend als een ligger optwee steunpunten en vanzelfsprekend alleswat daar tussen ligt.Presentatie van computerberekeningenDe presentatie van ter beoordeling ingedien-de computerberekeningen laat dikwijls veelte wensen over. De gevallen waarbij, na eensummiere aanduiding van het gestelde pro-bleem, de uitkomsten zonder enige uitlegworden opgegeven zijn legio.In de eenvoudigste vorm betekent dit bij-voorbeeld dat bij een wapeningsberekeningvan een doorsnede staat vermeld hoe groothet moment is met daarbij de benodigde wa-pening. Wat de uitgangspunten zijn en of ergerekend is naar eventuele scheurwijdtemag dan geraden worden. Portaalbereke-ningen of berekeningen van balken op meer-dere steunpunten worden vaak even sum-mier ter beoordeling ingezonden.Het minste dat mijns inziens bij de presenta-tie van een computerberekening aanwezigdient te zijn, is:- een duidelijke omschrijving en schemati-sering van het probleem;- een opgave van de uitgangspunten en debelastingen;- een, door de machine bestuurde, getikteopgave van de invoergegevens;- een op dezelfde manier verkregen weer-gave van de uitvoer;-een verklaring van de gebruikte symbolenen notaties, voorzover deze afwijken van denormaal gebruikte;- bij de berekening van staafwerken, porta-len en balken op meerdere steunpunten eenapart overzicht van de maximale momentenen dwarskrachten.De visualisering van de resultaten van eenberekening met behulp van een plotter werktin vele gevallen zeer verduidelijkend.Het gebrek aan mogelijkheden tot een effec-tieve controle van de berekeningen, welkemet behulp van een min of meer ingewikkeldelektronisch rekenapparaat zijn vervaar-digd, is aanleiding geweest voor enkeletechnische mensen van verschillendeBouwtoezichten om eens bij elkaar te komenom de hierbij optredende problemen te be-spreken.Wellicht zullen deze besprekingen in de na-bije toekomst kunnen leiden tot een voorstelaan alle landelijke Bouwtoezichten om aanter goedkeuring voorgelegde computerbe-rekeningen bepaalde eisen te gaan stellen,ten einde de hierbij optredende problemente kunnen overwinnen.BesluitSinds de verschijning van de eerste elektro-nische rekenmachines hebben deze appara-ten in vele vormen hun weg in alle bedrijfs-takken gevonden en te verwachten is dat deinvloed ervan in de toekomst nog sterk zaltoenemen. Gezien ookalle mogelijke andereinvloeden van de moderne micro-elektro-nica, welke ons nog te wachten staan, zullenwij ons in de komende jaren nog aan veelveranderende omstandigheden moeten le-ren aanpassen.Het is een goede zaak om als controlerendorgaan te trachten de ontwikkelingen zogoed mogelijk te volgen. Wanneer geen vol-doende deskundigheid aanwezig blijft, ont-staat het gevaar door de vloed van te ver-wachten ontwikkelingen te worden over-spoeld.Het is nuttig om gezamenlijk en in samen-werking met anderen te trachten alle nieuweontwikkelingen te begrijpen en te kanalise-ren zonder deze in de weg te staan. Maar ookom te zorgen dat deze ons niet de baas wor-den en dat wij in de toekomst niet beheerstworden door de techniek.CementXXXIII (1981) nr.9 570