Het artikel beschrijft de ontwikkeling van de ponskaarttabulator door Herman Hollerith in de jaren 1880. Gefrustreerd door de trage handmatige verwerking van censusgegevens, ontwierp hij een elektrisch aangedreven machine die data via ponskaarten kon registreren en tellen.
Belangrijke aspecten van de uitvinding:
- Werking: Het systeem gebruikte metalen pinnen en kwikreservoirs om elektrische circuits te sluiten bij gaten in de kaarten, wat effectief een binaire methode (0 of 1) introduceerde.
- Impact: De machine reduceerde de verwerkingstijd van de Amerikaanse volkstelling van 1890 spectaculair vergeleken met vorige methoden en werd wereldwijd overgenomen door diverse landen en bedrijven.
- Bedrijfsvoering: Hollerith richtte de Tabulating Machine Company op. Na patentgeschillen met de Amerikaanse overheid verkocht hij zijn bedrijf in 1911 aan Charles Flint.
Uiteindelijk leidde de fusie van Holleriths bedrijf met andere ondernemingen tot de vorming van de Computing-Tabulating-Recording Company, die in 1924 werd omgedoopt tot IBM.
De ponskaarttabulator
Tijdens een korte periode waarin hij productiestatistieken samenstelde voor het Amerikaanse Census Office (het bureau voor de volkstelling), raakte Herman Hollerith gefrustreerd door het handmatige proces van het tellen van vragenlijsten. De tedious en foutgevoelige arbeid zorgde voor een operationele nachtmerrie voor de overbelaste instantie. Overtuigd dat automatisering de oplossing was, vond hij een elektrisch aangedreven telmachine uit. Hiermee introduceerde hij gemechaniseerde gegevensverwerking aan de wereld en legde hij het fundament voor de ontwikkeling van computers en het binaire systeem van nullen enenen dat vandaag de dag nog steeds wordt gebruikt in informatieverwerking.
De door Hollerith ontwikkelde ponskaarttabulator uit de jaren 1880 verlichtte de administratieve last van het handmatig tellen van de bevolking in een land waar de bevolkingsaantallen explosief groeiden. Het succes bij de volkstelling van 1890 leidde ertoe dat landen over de hele wereld, waaronder Oostenrijk, Canada, Cuba, Frankrijk, Noorwegen, de Filippijnen en Rusland, de tabulator van Hollerith aanschaften voor hun eigen nationale tellingen.
Hollerith gaf de machine ook in licentie aan private bedrijven voor statistische en boekhoudkundige doeleinden, waaronder voor spoorwegen, warenhuizen en nutsbedrijven. In de daaropvolgende 60-plus jaar zouden variaties van de tabulator en zijn ponskaartmethoden gegevens over allerlei producten en mensen in de samenleving itemiseren, categoriseren en samenstellen. Terwijl deze machines cijfers uitspuugden, genereerden ze decennialang exorbitante winsten voor het bedrijf dat later bekend zou worden als IBM.
Afbeelding: Hollerith Tabulator/Sorter, 1890 – Een patentschema van de “Machine for tabulating statistics”
Een wedstrijd om de Amerikaanse volkstelling te verwerken
Hollerith was een mijnbouwingenieur uit Buffalo, New York, en was niet oorspronkelijk van plan een uitvinder te worden. De uitdaging om routinematig werk uit het proces van de volkstelling te verwijderen sprak hem echter aan. Nadat een collega bij het Census Office in 1879 het idee voorstelde om berekeningen te automatiseren, begon hij met het ontwerpen van het nieuwe apparaat.
Hollerith vroeg zijn eerste patent aan in 1884, waarin hij een voorgestelde methode beschreef om gegevens op te slaan met gaten die in stroken papier waren geponst, vergelijkbaar met hoe zelfspelende piano's dikke rollen papier vol inkepingen lezen. In 1886 stapte hij over op ponskaarten en een jaar later vroeg hij een tweede patent aan. De patenten werden verleend in 1889.
Ponskaarten waren niet het idee van Hollerith zelf. Ongeveer 80 jaar eerder had Joseph Marie Jacquard uit Frankrijk een manier bedacht om ponskaarten te gebruiken voor het automatiseren van stoomaangedreven weefgetouwen. In het midden van de jaren 1830 ontwikkelde de Engelse wiskundige Charles Babbage plannen voor een rekenmachine — later de Analytical Engine genoemd — die wiskunde kon bedrijven met instructies van ponskaarten. Hollerith was echter de eerste die dit principe toepaste op gegevensverwerking.
In 1886 begon Hollerith zijn machine te testen door sterftecijfers samen te stellen voor Baltimore, Jersey City en New York City. In 1888 organiseerde het Census Office een wedstrijd om de snelste tabuleringsoplossing te vinden; de winnaar zou het contract krijgen voor de verwerking van de volkstelling van 1890.
De resultaten waren als volgt:
- Gegevensvastlegging: De twee concurrenten deden er respectievelijk 144,5 en 100,5 uur over om de gegevens vast te leggen. Hollerith voltooide dit in 72,5 uur (tot 2x sneller dan zijn concurrenten).
- Voorbereiding voor tabulatie: Hollerith logde een tijd van 5,5 uur, wat dramatisch beter was dan de tijden van zijn concurrenten van 44,5 en 55,5 uur (tot 10x sneller).
Afbeelding: Herman Hollerith, circa 1888
Het begin van het binaire principe
Met het contract in handen maakte Hollerith zijn mechanische systeem gereed voor de gewaagde taak. Het meerfasige tabuleringsproces vereiste verschillende machines en gadgets om informatie te registreren, te sorteren en samen te stellen.
- Registratie: Klerken droegen censusgegevens handmatig over van papieren schema's naar ponskaarten met behulp van een ponsmachine (of pantograaf). Elk gat correspondeerde met een ander stuk demografische data. Klerken verwerkten ongeveer 500 kaarten per dag.
- Lezen: Deze ponskaarten werden handmatig in een kaartlezer gevoerd, die leek op een moderne sandwichpers. Door de bovenste klep te sluiten, werden veerbelaste metalen pinnen op de ponskaart gedrukt. Wanneer een pin door een open gat in de kaart ging, maakte deze contact met een kwikreservoir en sloot een elektrisch circuit.
- Tellen: Dit stuurde een impuls naar een van de 40 wijzers die correspondeerden met de demografische gegevens op de kaart, wat werd geregistreerd als een "1" op de wijzer. Geen verbinding betekende een registratie van "0".
Dit binaire principe van enen en nullen wordt vandaag de dag nog steeds gebruikt bij het detecteren van de aanwezigheid of afwezigheid van een elektrische lading in halfgeleiders.
Later voegde hij een aparte machine toe die de kaarten in maximaal 24 categorieën sorteerde. Op basis van de locatie van de gaten op de kaart ging het klepje van de sorteerbak open, waarna de klerk de kaart erin kon laten vallen. Bekwame operators konden 80 kaarten per minuut sorteren.
Afbeeldingen uit een productblad van 1890 voor “The First Hollerith Electrical Census Counting Machine”:
- Een Pantograph Punch voor het overzetten van censusgegevens naar ponskaarten.
- De Hollerith tabulatormachine.
- Sorteerbak-accessoire van een Hollerith Tabulator, 1890.
Een ultimatum van het US Census Office
Het tabuleringssysteem van Hollerith bespaarde het Census Office 5 miljoen USD en meer dan twee jaar arbeid. De telling werd in zes maanden voltooid en alle gegevens waren binnen twee jaar gedetailleerd. Ter vergelijking: de volkstelling van 1880 duurde meer dan acht jaar om te voltooien.
De machine van Hollerith was zowel praktisch als kritisch een succes. In 1890 kreeg hij van het Franklin Institute in Philadelphia de prestigieuze Elliott Cresson Medal voor zijn "machine voor het tabuleren van grote hoeveelheden statistische gegevens". Ook won hij een gouden medaille op de Parijse Wereldtentoonstelling van 1889 en een bronzen medaille op de World's Fair in Chicago van 1893.
In 1896 richtte hij de Tabulating Machine Company op om zijn uitvinding aan te passen voor andere commerciële toepassingen. Hij won met relatieve gemak de wedstrijd voor het contract van de Amerikaanse volkstelling van 1900, aangezien zijn machine de enige beschikbare mechanische oplossing was. Hoewel de totale kosten voor het tabuleren van bevolkingsstatistieken met 6% stegen, daalden de kosten per hoofd van de bevolking feitelijk met 13%, gezien de bevolkingsgroei van 21%.
Toch ontstonden er problemen toen de instantie in 1902 een permanent overheidsbureau werd; ambtenaren betwistten de kosten van Holleriths machines. Tegelijkertijd besloot het Census Bureau eigen tabulatoren en sorteermachines te ontwikkelen op basis van de originele patenten van Hollerith, die over enkele jaren zouden verlopen. De instantie nam zelfs enkele van zijn voormalige werknemers aan om meer te leren over de ontwerpen.
In 1905 ontving Hollerith een ultimatum: verbeter je machines en prijzen, of verlies het contract. Hollerith maakte bezwaar, maar verloor de patentgeschillen tegen de overheid die duurden van 1910 tot 1912.
Afbeeldingen: De Hollerith Tabulator uit 1890; Detailopname van een wijzerplaat van een tabulatormachine.
IBM wordt geboren uit een fusie van drie bedrijven
Op 6 juli 1911 stemde Hollerith ermee in om zijn Tabulating Machine Company te verkopen aan financier Charles Flint voor 2.312.000 USD (meer dan 65 miljoen USD in 2022 dollars). Flint voegde het bedrijf samen met twee andere bedrijven gespecialiseerd in tijdregistratie en metingen om de Computing-Tabulating-Recording Company (C-T-R) te vormen. Dit bedrijf werd in 1924 omgedoopt tot International Business Machines Corporation, beter bekend als IBM.
Hollerith bleef bij C-T-R werken als consulteren engineer onder een dienstverband van tien jaar. Hij bleef belangrijke verbeteringen aan de machine aanbrengen, hoewel zijn rol na verloop van tijd afnam en zijn contract niet werd verlengd. Otto Braitmayer, die Hollerith in 1889 had aangenomen als eenvoudige kantoorassistent, nam de ontwikkeling van de tabulatorbusiness over en werd vicepresident van IBM.
Bij zijn overlijden in 1929 bracht het IBM-blad Business Machines een eerbetoon aan Hollerith, waarin werd gesteld dat hij hielp bij het verlichten van "sleur, mentale zwoegen en menselijke fouten ... zowel het bedrijfsleven als het menselijk welzijn hebben geprofiteerd van zijn bijdragen aan de vooruitgang van de wereld."
In 1990 werd Hollerith opgenomen in de National Inventors Hall of Fame ter erkenning van het belang van zijn machine voor het ontstaan van de data-compilatie-industrie. Zijn machine transformeerde datatabulatie van een handmatige last die de maatschappelijke vooruitgang belemmerde, naar een krachtig instrument om de wereld om ons heen te begrijpen.
Afbeelding: De Hollerith Printing Tabulator and Summary Card Punch uit 1929.
De ponskaarttabulator
Tijdens een korte periode waarin hij productiestatistieken samenstelde voor het Amerikaanse Census Office (het bureau voor de volkstelling), raakte Herman Hollerith gefrustreerd door het handmatige proces van het tellen van vragenlijsten. De tedious en foutgevoelige arbeid zorgde voor een operationele nachtmerrie voor de overbelaste instantie. Overtuigd dat automatisering de oplossing was, vond hij een elektrisch aangedreven telmachine uit. Hiermee introduceerde hij gemechaniseerde gegevensverwerking aan de wereld en legde hij het fundament voor de ontwikkeling van computers en het binaire systeem van nullen enenen dat vandaag de dag nog steeds wordt gebruikt in informatieverwerking.
De door Hollerith ontwikkelde ponskaarttabulator uit de jaren 1880 verlichtte de administratieve last van het handmatig tellen van de bevolking in een land waar de bevolkingsaantallen explosief groeiden. Het succes bij de volkstelling van 1890 leidde ertoe dat landen over de hele wereld, waaronder Oostenrijk, Canada, Cuba, Frankrijk, Noorwegen, de Filippijnen en Rusland, de tabulator van Hollerith aanschaften voor hun eigen nationale tellingen.
Hollerith gaf de machine ook in licentie aan private bedrijven voor statistische en boekhoudkundige doeleinden, waaronder voor spoorwegen, warenhuizen en nutsbedrijven. In de daaropvolgende 60-plus jaar zouden variaties van de tabulator en zijn ponskaartmethoden gegevens over allerlei producten en mensen in de samenleving itemiseren, categoriseren en samenstellen. Terwijl deze machines cijfers uitspuugden, genereerden ze decennialang exorbitante winsten voor het bedrijf dat later bekend zou worden als IBM.
Afbeelding: Hollerith Tabulator/Sorter, 1890 – Een patentschema van de “Machine for tabulating statistics”
Een wedstrijd om de Amerikaanse volkstelling te verwerken
Hollerith was een mijnbouwingenieur uit Buffalo, New York, en was niet oorspronkelijk van plan een uitvinder te worden. De uitdaging om routinematig werk uit het proces van de volkstelling te verwijderen sprak hem echter aan. Nadat een collega bij het Census Office in 1879 het idee voorstelde om berekeningen te automatiseren, begon hij met het ontwerpen van het nieuwe apparaat.
Hollerith vroeg zijn eerste patent aan in 1884, waarin hij een voorgestelde methode beschreef om gegevens op te slaan met gaten die in stroken papier waren geponst, vergelijkbaar met hoe zelfspelende piano's dikke rollen papier vol inkepingen lezen. In 1886 stapte hij over op ponskaarten en een jaar later vroeg hij een tweede patent aan. De patenten werden verleend in 1889.
Ponskaarten waren niet het idee van Hollerith zelf. Ongeveer 80 jaar eerder had Joseph Marie Jacquard uit Frankrijk een manier bedacht om ponskaarten te gebruiken voor het automatiseren van stoomaangedreven weefgetouwen. In het midden van de jaren 1830 ontwikkelde de Engelse wiskundige Charles Babbage plannen voor een rekenmachine — later de Analytical Engine genoemd — die wiskunde kon bedrijven met instructies van ponskaarten. Hollerith was echter de eerste die dit principe toepaste op gegevensverwerking.
In 1886 begon Hollerith zijn machine te testen door sterftecijfers samen te stellen voor Baltimore, Jersey City en New York City. In 1888 organiseerde het Census Office een wedstrijd om de snelste tabuleringsoplossing te vinden; de winnaar zou het contract krijgen voor de verwerking van de volkstelling van 1890.
De resultaten waren als volgt:
- Gegevensvastlegging: De twee concurrenten deden er respectievelijk 144,5 en 100,5 uur over om de gegevens vast te leggen. Hollerith voltooide dit in 72,5 uur (tot 2x sneller dan zijn concurrenten).
- Voorbereiding voor tabulatie: Hollerith logde een tijd van 5,5 uur, wat dramatisch beter was dan de tijden van zijn concurrenten van 44,5 en 55,5 uur (tot 10x sneller).
Afbeelding: Herman Hollerith, circa 1888
Het begin van het binaire principe
Met het contract in handen maakte Hollerith zijn mechanische systeem gereed voor de gewaagde taak. Het meerfasige tabuleringsproces vereiste verschillende machines en gadgets om informatie te registreren, te sorteren en samen te stellen.
- Registratie: Klerken droegen censusgegevens handmatig over van papieren schema's naar ponskaarten met behulp van een ponsmachine (of pantograaf). Elk gat correspondeerde met een ander stuk demografische data. Klerken verwerkten ongeveer 500 kaarten per dag.
- Lezen: Deze ponskaarten werden handmatig in een kaartlezer gevoerd, die leek op een moderne sandwichpers. Door de bovenste klep te sluiten, werden veerbelaste metalen pinnen op de ponskaart gedrukt. Wanneer een pin door een open gat in de kaart ging, maakte deze contact met een kwikreservoir en sloot een elektrisch circuit.
- Tellen: Dit stuurde een impuls naar een van de 40 wijzers die correspondeerden met de demografische gegevens op de kaart, wat werd geregistreerd als een "1" op de wijzer. Geen verbinding betekende een registratie van "0".
Dit binaire principe van enen en nullen wordt vandaag de dag nog steeds gebruikt bij het detecteren van de aanwezigheid of afwezigheid van een elektrische lading in halfgeleiders.
Later voegde hij een aparte machine toe die de kaarten in maximaal 24 categorieën sorteerde. Op basis van de locatie van de gaten op de kaart ging het klepje van de sorteerbak open, waarna de klerk de kaart erin kon laten vallen. Bekwame operators konden 80 kaarten per minuut sorteren.
Afbeeldingen uit een productblad van 1890 voor “The First Hollerith Electrical Census Counting Machine”:
- Een Pantograph Punch voor het overzetten van censusgegevens naar ponskaarten.
- De Hollerith tabulatormachine.
- Sorteerbak-accessoire van een Hollerith Tabulator, 1890.
Een ultimatum van het US Census Office
Het tabuleringssysteem van Hollerith bespaarde het Census Office 5 miljoen USD en meer dan twee jaar arbeid. De telling werd in zes maanden voltooid en alle gegevens waren binnen twee jaar gedetailleerd. Ter vergelijking: de volkstelling van 1880 duurde meer dan acht jaar om te voltooien.
De machine van Hollerith was zowel praktisch als kritisch een succes. In 1890 kreeg hij van het Franklin Institute in Philadelphia de prestigieuze Elliott Cresson Medal voor zijn "machine voor het tabuleren van grote hoeveelheden statistische gegevens". Ook won hij een gouden medaille op de Parijse Wereldtentoonstelling van 1889 en een bronzen medaille op de World's Fair in Chicago van 1893.
In 1896 richtte hij de Tabulating Machine Company op om zijn uitvinding aan te passen voor andere commerciële toepassingen. Hij won met relatieve gemak de wedstrijd voor het contract van de Amerikaanse volkstelling van 1900, aangezien zijn machine de enige beschikbare mechanische oplossing was. Hoewel de totale kosten voor het tabuleren van bevolkingsstatistieken met 6% stegen, daalden de kosten per hoofd van de bevolking feitelijk met 13%, gezien de bevolkingsgroei van 21%.
Toch ontstonden er problemen toen de instantie in 1902 een permanent overheidsbureau werd; ambtenaren betwistten de kosten van Holleriths machines. Tegelijkertijd besloot het Census Bureau eigen tabulatoren en sorteermachines te ontwikkelen op basis van de originele patenten van Hollerith, die over enkele jaren zouden verlopen. De instantie nam zelfs enkele van zijn voormalige werknemers aan om meer te leren over de ontwerpen.
In 1905 ontving Hollerith een ultimatum: verbeter je machines en prijzen, of verlies het contract. Hollerith maakte bezwaar, maar verloor de patentgeschillen tegen de overheid die duurden van 1910 tot 1912.
Afbeeldingen: De Hollerith Tabulator uit 1890; Detailopname van een wijzerplaat van een tabulatormachine.
IBM wordt geboren uit een fusie van drie bedrijven
Op 6 juli 1911 stemde Hollerith ermee in om zijn Tabulating Machine Company te verkopen aan financier Charles Flint voor 2.312.000 USD (meer dan 65 miljoen USD in 2022 dollars). Flint voegde het bedrijf samen met twee andere bedrijven gespecialiseerd in tijdregistratie en metingen om de Computing-Tabulating-Recording Company (C-T-R) te vormen. Dit bedrijf werd in 1924 omgedoopt tot International Business Machines Corporation, beter bekend als IBM.
Hollerith bleef bij C-T-R werken als consulteren engineer onder een dienstverband van tien jaar. Hij bleef belangrijke verbeteringen aan de machine aanbrengen, hoewel zijn rol na verloop van tijd afnam en zijn contract niet werd verlengd. Otto Braitmayer, die Hollerith in 1889 had aangenomen als eenvoudige kantoorassistent, nam de ontwikkeling van de tabulatorbusiness over en werd vicepresident van IBM.
Bij zijn overlijden in 1929 bracht het IBM-blad Business Machines een eerbetoon aan Hollerith, waarin werd gesteld dat hij hielp bij het verlichten van "sleur, mentale zwoegen en menselijke fouten ... zowel het bedrijfsleven als het menselijk welzijn hebben geprofiteerd van zijn bijdragen aan de vooruitgang van de wereld."
In 1990 werd Hollerith opgenomen in de National Inventors Hall of Fame ter erkenning van het belang van zijn machine voor het ontstaan van de data-compilatie-industrie. Zijn machine transformeerde datatabulatie van een handmatige last die de maatschappelijke vooruitgang belemmerde, naar een krachtig instrument om de wereld om ons heen te begrijpen.
Afbeelding: De Hollerith Printing Tabulator and Summary Card Punch uit 1929.
Groetjes,