/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
Ontdek het Belle Époque
Home » Uitvindingen » Apparaten » Ponskaartmachine

Uitvinding ponskaarten

Gegevens machinaal opslaan en verwerken

De enorme groei van handel en industrie gedurende de 19de eeuw had veel onverwachte bijwerkingen. Eén daarvan was de ongekend grote aanwas van administratieve gegevens die moesten worden verwerkt en bewaard. Het handmatig beheren van al die informatie bleek monnikenwerk en in toenemende mate duurde het gewoon te lang. Er moest een machinaal alternatief komen. Dat besefte ook Herman Hollerith, die meewerkte aan de evaluatie van de Amerikaanse volkstelling van 1880. Nadat hij bijna letterlijk was verdronken in de papierberg, was zijn missie hem duidelijk geworden.


 

ponskaartmachine.large.jpg

'Electrical counting machines'  -Uit: 'Scientific American' magazine, 1890

 

Herman Hollerith en de volkstelling van 1880

In 1880 werd er, zoals gebruikelijk bij het begin van een nieuw decennium, een volkstelling (census) gehouden in de Verenigde Staten. Een regelmatige telling van de bevolking was onder meer nodig om de grote van het Huis van Afgevaardigden te kunnen bepalen.

Deze telling bracht de jonge Amerikaanse technicus Herman Hollerith (1860-1929) zijn allereerste baan: het handmatig tellen en ordenen van informatie die de volkstelling had opgeleverd. Hij was bepaald niet de enige met deze baan, maar toch bleek het een bijna onmogelijke taak. Pas zeven jaar later was men klaar.

Al lang voor die tijd begreep Hollerith dat de situatie onhoudbaar was geworden. Zeker aangezien er voor de volkstelling van 1890 een veelvoud aan gegevens werd verwacht. Aangezien hij een man was met een technische opleiding, besloot hij zelf op zoek te gaan naar een mogelijkheid de gegevens machinaal te ordenen. Een idee dat later bekend kwam te staan als 'automatisering'.

 

Een binaire code

Bij het binaire of tweetallige systeem worden alle gegevens teruggebracht tot een rijtje van de cijfers 0 en 1. Andere tekens zijn er niet. De moderne computer werkt met dit systeem en ook alle voorlopers van de computer waren erop gebaseerd.

Zo begreep ook Hollerith dat hij een binaire code nodig had voor de opslag van gegevens. Hij besloot dit vorm te geven door middel van gaatjes in papier. 'Er is een gaatje of er is geen gaatje' is immers ook een binaire code. En dat was informatie die een machine kon registreren. De gaatjes stonden binnen dit kader voor de 1 en het ontbreken van een gaatje stond voor de 0.

Naar verluid kwam Hollerith op dit idee toen hij een buschauffeur zijn kaartje zag knippen.

 

Toepassing van het binaire systeem op de volkstelling

In eerste instantie was Hollerith bezig een oplossing te zoeken voor de volkstelling, waarbij vooral sprake was van vraag en antwoord. Een bepaalde reeks van gaten op bepaalde plaatsen vormde binnen dat kader de code voor een bepaald antwoord op een corresponderende vraag. Bij veel vragen waren er maar twee antwoorden mogelijk (bijvoorbeeld 'ja' of 'nee' en 'man' of 'vrouw') en kon men toe met slechts één gat voor een van beide antwoorden.

 

hollerith3.large.jpg

Herman Hollerith in 1888

 

De eerste machine

Het eerste systeem waarop Hollerith zijn idee uitvoerde was een machine die werkte met een papieren band met gaten. De band liep over een trommel waarbij een elektronisch contact de gaten registreerde en telde. Dit systeem leek dus enigszins op dat van draaiorgels.

Een nadeel aan de strook papier was echter dat hierdoor de gegevens van bepaalde personen niet verder uitgesorteerd konden worden. Daarom ging Hollerith op zoek naar een alternatief voor de papierrol. 

 

Ponskaarten

De ponskaart als zodanig was al uitgevonden. Verantwoordelijk daarvoor was de fransman Joseph Jacquard die in 1805 het weefgetouw uitvond. Een belangrijke uitvinding die het weven van stoffen beduidend sneller en gemakkelijker deed verlopen. Dit weefgetouw werkte met ponskaarten, die het mogelijk maakten om ingewikkelde patronen te weven.

In deze kaarten van karton waren op een dusdanige manier gaten 'geponst' dat ze door metalen pinnen konden worden afgelezen.

Dat dit systeem uitstekende mogelijkheden bood voor het opzetten van machinaal rekenwerk was ook al eerder bedacht. De Britse wetenschapper Charles Babbage, bedenker van de elektrische rekenmachine, en zijn protegé Ada Lovelace werkten begin 19de eeuw ook al met ponskaarten voor het aansturen van de door hun ontworpen rekenmachines. Deze machines werden echter nooit gebouwd.

Toen Hollerith vervolgens op Jacquards ponskaarten werd gewezen, begreep hij al snel dat deze inderdaad geschikt waren voor zijn doel. Kaarten zijn immers bijzonder goed te sorteren.

De afmeting die uiteindelijk werd gekozen was dezelfde als die van een Amerikaanse dollar. Zo konden namelijk dezelfde bewaardozen voor de ponskaarten worden gebruikt.

 

hollerith-punched-card.large.jpg

Ponskaart uit 1895

 

De eerste ponskaartmachine

Feitelijk moesten er twee machines worden bedacht: eentje om de gaatjes in de kaarten de ponsen en eentje om de gegevens af te lezen, te tellen en te ordenen. Aanvankelijk concentreerde Hollerith zich op de laatste en bedacht hij voor het ponsen van de kaarten een handponser.

De ponskaartmachine kreeg uiteindelijk een pers die in één keer alle 135 gaten/niet gaten in de kaart kon lezen. De verwerking bleef uiteraard elektrisch: koperen pinnen staken door de gaten heen en maakten elektrisch contact met een onderliggende bak waar kwik in zat. Wijzerplaten gaven ondertussen de tabelgegevens van elke kaart aan. Op basis hiervan werd de machine ook wel een 'tabelleermachine' genoemd (in het Engels:  'tabulating machine').

In 1884 kreeg Hollerith zijn eerste patent. In 1885 kreeg hij een eerste grote order. Niet van het censusbureau, maar van de Amerikaanse marine, die veel brood zag in zijn vinding.

 

Een eigen bedrijf

Omdat er nu orders waren, kwam er in 1896 ook een eigen bedrijf. Dat werd de 'Tabulating Machine Company' (TMC). De exploitatie van de ponskaartmachine liep hierna niet slecht. Verschillende bedrijven waren geïnteresseerd. Toch verwierf het nog geen algemene bekendheid.

 

De volkstelling van 1890

Het censusbureau dat de volkstellingen organiseerde, had ondertussen zelf ook begrepen dat automatisering van de gegevens voor de telling van 1890 noodzakelijk was geworden. Zonder dat zou de tijd die nodig was om alle gegevens te verwerken waarschijnlijk 12 jaar zijn. In een tijdperk waarin de ene na de andere nieuwe uitvinding op de markt kwam, moest er echter ook hiervoor een oplossing mogelijk zijn.

Om zeker te weten de beste methode te vinden, schreef het bureau een wedstrijd uit. Er werden drie machines ingestuurd, waaronder uiteraard de ponskaartmachine van Hollerith. Alle machines werden op de proef gesteld en moesten een zekere hoeveelheid data verwerken. Dat bleek de ponskaartmachine verreweg het snelste te kunnen.

Daarmee bereikte Herman Hollerith het doel waar alles om begonnen was: zijn machine zou gebruikt worden voor de volkstelling van 1890.

 

patent-hollerith.large.jpg

Pagina uit een volgend patent dat Hollerith in 1889 kreeg

 

Sorteermachine en pantograaf

Ondertussen zag Hollerith kans twee nieuwe machines toe te voegen, die het werk nog verder zouden vergemakkelijken. Dat waren een sorteermachine en een zogeheten pantograaf.

De sorteermachine was een apparaat waarmee ook een bepaalde combinatie van gegevens geteld konden worden. Dit werkte met een systeem van relais. Met behulp van schakelaars kon men selecteren op bepaalde kenmerken als geslacht, huwelijkse staat of beroep. Kaarten die aan de gekozen criteria voldeden werden in een aparte bak gedeponeerd.

De pantograaf was een automatische ponsmachine die de handponser verving. Ook dat scheelde weer veel tijd.

 

Succes

De machines van Hollerith waren een daverend succes. Er konden 6 miljoen mensen per dag worden geteld. De verwerking van alle gegevens van de volkstelling duurde twee in plaats van twaalf jaar en de besparing op de kosten bedroeg 5  miljoen dollar. Hierna stroomde de orders binnen.

In 1924 zou de TMC overigens zijn naam veranderen. Hun machines konden ondertussen heel wat meer dan alleen 'tabulating' en bovendien was men bezig de rest van de wereld te veroveren. De nieuwe naam werd daarom 'International Business Machines', kortweg IBM.

 

 

Bronnen

  • Meidenbauer J. (red.) - 'Het grote boek van uitvindingen en ontdekkingen.' Lisse 2004
  • Jack Challoner (Red.) – '1001 uitvindingen die onze wereld veranderd hebben.' Kerkdriel 2010
  • nl.wikipedia.org – 'Herman Hollerith'
  • Hart-Davis A. (red.) – 'Wetenschap, de grote ontdekkingen. 1700-1890. De industriële revolutie I.' 2010