Průkopníci informačního věku (2.): Herman Hollerith

Hardware |

Americký vynálezce Herman Hollerith jako první přišel s myšlenkou kódovat údaje všeho druhu do číselného tvaru a děrovat je do štítků.

Průkopníci informačního věku (2.): Herman Hollerith




Před pouhým čtvrt stoletím patřil děrný štítek k používaným vstupním paměťovým médiím číslicových počítačů. Byl vyroben z tenkého, ale tuhého kartonu a nesl informace, které byly vyjádřeny otvory v určité pozici. I když se princip děrného štítku využíval v tkalcovských stavech již na začátku 19. století, pro strojové zpracování dat jej objevil americký vynálezce Herman Hollerith. Jeho děrnoštítkové tabulátory, které se rozšířily v kancelářích velkých úřadů a firem, byly prvními stroji pro zpracování dat a předznamenaly nástup elektronických počítačů. Hollerithovy štítky, jak se těmto děrovaným kartičkám také říkalo, připravily cestu k vývoji prvních programovatelných strojů. Umožnily poprvé efektivně zpracovávat velké množství dat – využívaly se od konce 19. století při sčítání lidu, ale později i při výpočtech průběhu reakcí pří vývoji atomové bomby.

Mladý inženýr Herman Hollerith, jenž se zasloužil o jeden z nejpozoruhodnějších vynálezů konce 19. století, pocházel ze skromných poměrů a v dětství rozhodně neměl ustláno na růžích. Narodil se 29. února 1860 v Buffalu, ve státě New York. Jeho rodiče byli němečtí imigranti, kteří utekli „za velkou louži“ před revolučními nepokoji roku 1848. Hermanův otec, učitel klasických jazyků, tragicky zemřel, když chlapci bylo sedm let. Rodinu musela živit matka, která si v Buffalu založila domácí výrobnu klobouků. Mladý Herman vynikal ve škole ve všech předmětech kromě gramatiky. Životopisci uvádějí, že jednou dokonce vyskočil z okna, aby se vyhnul diktátu. Třída byla podle všeho v přízemí nebo prvním patře, neboť navzdory problémům s pravopisem získal stipendium na New York City College, kde jej zaujaly zvláště matematika a technické obory. Není divu, že si pak zvolil perspektivní studium hutnictví na newyorské Columbia School of Mines. Titul inženýra získal tento nadaný muž již v devatenácti letech.

Díky skvělému doporučení, jež obdržel od svého profesora matematiky, nastoupil v roce 1880 jako statistik do amerického Úřadu pro sčítání lidu (U. S. Census Bureau), kde brzy dostal příležitost prokázat svoje tvůrčí schopnosti. Úřad se totiž potýkal s nemalými problémy se zpracováním dat. Spojené státy se v té době, kdy se již plně vzpamatovaly z občanské války, stávaly přední světovou industriální zemí; obrovská země svobody lákala rok co rok desítky tisíc přistěhovalců, díky nimiž se zrodilo různorodé, multirasové společenství, které, jak napsal britský historik Paul Johnson, bylo „nesmírně materialistické, zároveň však i neskonale idealistické, milující novinky a deroucí se vpřed, společenství chamtivé, neodbytné, hlučné, zvídavé a posedlé touhou jednat správně, konat dobro, zbohatnout a učinit všechny lidi šťastnými“. Aby bylo možné demokraticky spravovat tuto rozlehlou zemi nekonečných možností, bylo nutno věnovat značnou pozornost statistickým údajům.

Při nárůstu populace však bylo problémem i pouhé sčítání lidu. Neboť zatímco data z historicky prvního sčítání lidu v roce 1790 zpracoval úřad za sedm měsíců, vyhodnocení výsledů sčítání v roce 1860, kdy už měly Spojené státy desetkrát tolik obyvatel, trvalo plných sedm let! Časově nejnáročnější přitom nebyl sběr dat ani jejich analýza, nýbrž uspořádávání dat z dotazníků do sběrných listů. (Tyto statistiky měly přitom zásadní význam i pro rozložení politických sil po volbách. Neboť podle počtu obyvatel toho kterého státu USA se určoval i počet křesel ve Sněmovně reprezentantů.)

V roce, kdy Herman Hollerith do úřadu nastoupil, se veškerá data přepisovala a zpracovávala ručně, což byla úmorná, takřka nekonečná práce, zvláště vezmou-li se v úvahu zvýšené nároky na přesnost a kvalitu statistik. Vedoucí pracovníci úřadu si byli vědomi toho, že tento stav je neudržitelný, a rozhodli se vypsat výběrové řízení na řešení nového sčítání lidu, které, jak určovala Ústava Spojených států, mělo být v roce 1890.

 

Od žakárového stroje k tabulátoru

Stejně jako řada matematiků před ním se Herman Hollerith zabýval úvahami, zda by se nemohl při třídění dat využít stroj. Na rozdíl od většiny zaměstnanců úřadu si byl také vědom toho, že informace lze jednoduše převést na číselný kód a ten pak zaznamenat tak, aby bylo možné rychle vyhledat požadovaná data. To vše bylo samozřejmě prosté. Ale otázkou bylo, jakou technologii k takovému třídění využít. A zda by to vůbec při tak obrovském množství dat bylo uskutečnitelné.

Příprava děrného štítku

Hollerith se těmito myšlenkami zabýval po celé dva roky, kdy pracoval v Úřadu pro sčítání lidu. Když v roce 1882 úřad opustil a začal přednášet na Massachusettském technologickém institutu (MIT), v úvahách, jak sestrojit zařízení schopné pracovat s číselnými kódy, nadále pokračoval. Ale je vůbec možné, aby dokázal stroj rozeznávat jednotlivá čísla? Aby je uměl sčítat a aby podle nich dokázal třídit?

K prvnímu zárodku možného řešení došlo při jedné z jeho četných cest vlakem. Věc, která Hollerithovi otevřela oči, byla všedně banální. Povšiml si, jak průvodčí na jízdence procvakává kleštičkami číslo, jež odpovídá aktuálnímu dni v týdnu. Krátce nato jej John Shaw Billings, otec jeho přítelkyně, informoval o tkalcovském stavu, který dokázal bezchybně utkat i nejsložitější vzory. Jednalo se o tzv. „žakárový stroj“ využívající řídicího mechanizmu, který se skládal z listu papíru, do něhož byl vytlačen děrovaný vzor. Přitlačením háčku z pružinového drátu na papír prošel háček skrz dírku a nadzvedl požadované vlákno, čímž došlo k automatizaci procesu tkaní i těch nejsložitějších vzorů. (Není bez zajímavosti, že tento princip uplatňovaný v textilním průmyslu od začátku 19. století zaujal i britského matematika Charlese Babbagea, jehož výpočetní stroje poháněné párou ovšem zůstaly pouhými prototypy.)

Hollerith tento postup využil ke konstrukci prvního tabulátoru. Cílem bylo sestrojit funkční zařízení, které by uspělo při konkurzu vyhlášeném úřadem, tedy takové, které by dokázalo pracovat i s velkými objemy dat. Prvním krokem bylo navržení papírových štítků o velikosti dolarové bankovky, neboť stroje na třídění bankovek již existovaly. Samotný systém byl založen na tomto principu: každý údaj sledovaný při statistikách (příkladem je věk, pohlaví či počet dětí při sčítání lidu) je vyjádřen číselným kódem, který se zaznamenává do štítku pomocí děrovačky. Tato děrovačka byla součástí tabulátoru a vypadala trochu jako psací stroj; s její pomocí mohl písař či písařka snadno procvaknout otvory do štítků s předtištěnými řadami a sloupci čísel. Tyto otvory nesoucí příslušnou informaci posléze umožňovaly rychlou práci s daty, kterou obstarávala třídička štítků. Jestliže například bylo třeba vyhledat ženaté muže narozené v příslušném roce, kteří mají dvě děti, zařízení pomocí změn elektromagnetického pole skrze příslušné otvory na děrovaných štítcích vytřídilo odpovídající karty. Roztříděné štítky bylo pomocí téhož principu možné třídit podle dalších hledisek či rychle sčítat.

 

Pokračování článku pojednávající zejména o Hollerithově tabulátoru a počátcích IBM naleznete na sesterském magazínu CIO Business World.














Komentáře