Herman Hollerith

Kryzys przetwarzania danych: Spis Powszechny z 1880 roku

Po spisie powszechnym z 1880 roku Biuro Spisu Powszechnego USA stanęło przed ogromnym wyzwaniem. Ręczne podliczanie danych było procesem niezwykle powolnym i nieefektywnym. Całkowite przetworzenie wyników spisu zajęło 9 lat. Prognozy na kolejny spis, zaplanowany na 1890 rok, były alarmujące. W związku z dynamicznym napływem imigrantów i gwałtownym wzrostem populacji (o ok. 25% w 10 lat), stało się jasne, że bez radykalnej mechanizacji procesu, ukończenie obliczeń w konstytucyjnym terminie dziesięciu lat będzie niemożliwe.

Innowacja Hermana Holleritha

Herman Hollerith (1860 - 1929), amerykański statystyk i wynalazca, był synem niemieckich imigrantów. W 1879 roku jako 19 latek, ukończył studia inżynierskie na Uniwersytecie Columbia i podjął pracę w Biurze Spisu Powszechnego. Był dydaktykiem w Massachusetts Institute of Technology a także zastępcą inspektora w Biurze Patentowym. Inspirując się mechanizmem krosna żakardowego oraz systemem biletów kolejowych, gdzie konduktorzy za pomocą dziurkacza opisywali cechy pasażera (punch photograph), opracował nowatorski, elektryczny system tabulacji. W 1889 roku jego rozwiązanie wzięło udział w konkursie zorganizowanym przez Biuro Spisu Powszechnego. System Holleritha okazał się bezkonkurencyjny - zapisywanie danych było znacznie szybsze, a ich przetworzenie nawet dziesięciokrotnie wydajniejsze od konkurencyjnych metod opartych na ręcznym sortowaniu.

Architektura techniczna Systemu Tabulacyjnego

Elektryczny system tabulacyjny Holleritha składał się z kilku zintegrowanych komponentów, z których każdy pełnił istotną rolę w procesie przetwarzania danych.

• Sercem systemu była bohaterka tej strony czyli karta dziurkowana. Miała wymiary ówczesnego banknotu dolarowego, co pozwalało na wykorzystanie obecnych na rynku gotowych szafek i segregatorów do jej przechowywania. Posiadała 240 pozycji do perforacji. Dane, takie jak wiek, płeć czy pochodzenie, były kodowane w nieregularnie rozmieszczonych polach na powierzchni karty. Karta na spis w 1890 roku nie miała nadruku. Aby zapobiec pomyłkom przy układaniu miała ścięty prawy dolny narożnik.
• Dziurkarka pantograficzna (ang. pantograph punch). Operator, posługując się metalowym wskaźnikiem na płycie prowadzącej z wzorem karty, precyzyjnie wybijał otwory w odpowiednich miejscach na czystej karcie umieszczonej w tylnej części urządzenia.

  

• Maszyna tabulacyjna (Tabulating Machine). Jej mechanizm opierał się na 240 sprężynowych pinach. Po umieszczeniu karty w prasie, piny trafiające na otwór przechodziły przez niego, zanurzały się w miseczkach z rtęcią i zamykały obwód elektryczny, co powodowało zwiększenie wskazań odpowiedniego licznika o jednostkę. Maszyna posiadała 40 liczników i pozwalała na tworzenie złożonych zapytań, co umożliwiało jednoczesne zliczanie wielu kombinacji cech.
• Z maszyną tabulacyjną była zintegrowana "skrzynka sortownicza". Po odczytaniu karty, odpowiedni obwód elektryczny, za pomocą przekaźnika, powodował otwarcie jednej z 24 przegródek, do której operator wrzucał kartę. Sortowanie odbywało się więc jako naturalny produkt uboczny procesu tabulacji.

Sukces systemu Holleritha był spektakularny. Pierwsze oficjane wyniki liczebności narodu amerykańskiego podano już w 3 miesiące od rozpoczęcia przetwarzania danych, co stanowiło oszałamiający postęp w porównaniu do poprzedniego spisu. Był to najdokładniejszy ze spisów i został ukończony w niecałe 7 lat. Zaoszczędzono 5 mln ówczesnych dolarów (ok. 180 mln. dol. obecnie).

Jeszcze w 1889 roku Hollerith wystawił swój sprzęt statystyczny na międzynarodowej wystawie w Paryżu i otrzymał za niego złoty medal. Dlatego już podczas przygotowań do amerykańskiego spisu, wynalazca otrzymywał liczne zapytania z Europy. Sukces spisu z 1890 roku tylko spotęgował zainteresowanie. Austria, Norwegia, Kanada, Rosja, Francja, Kuba i Filipiny zdecydowały się wykorzystać jego system do własnych spisów narodowych. W połowie lat 90-tych XIX wieku Hollerith odbył kilka podróży do Europy. Podczas tych wyjazdów pomagał wdrażać swoje maszyny w europejskich urzędach statystycznych. Jego system stał się znany na całym świecie i przyniósł mu liczne wyróżnienia oraz nagrody naukowe.