Joseph Marie Jacquard
Joseph Marie Jacquard urodził się w 1752 roku w Lyonie, we Francji, ówczesnym centrum europejskiego przemysłu jedwabniczego, gdzie spędził większość życia jako tkacz i wynalazca.
Na początku XIX wieku tkactwo było katorżniczą pracą. Aby stworzyć materiał w skomplikowane wzory (takie jak kwiaty czy sceny biblijne), tkacz potrzebował pomocnika, który ręcznie podnosił odpowiednie nici osnowy. Było to wolne, męczące i generowało mnóstwo błędów. W 1804 roku Joseph Marie Jacquard zaprezentował rozwiązanie, które zrewolucjonizowało przemysł: krosno sterowane kartami perforowanymi - zamiast polegać na człowieku, krosno miało "czytać" instrukcje z grubych kart z dziurkami:
- dziurka w karcie = nić zostaje podniesiona,
- brak dziurki = nić zostaje na dole.
Był to binarny (zero-jedynkowy) "system sterowania". Ciąg połączonych kart tworzył "program", który krosno wykonywało automatycznie, tworząc powtarzalne, perfekcyjne wzory za każdym razem.
Choć to nazwisko Jacquarda zapisało się w historii, jego sukces był efektem ewolucji pomysłów innych genialnych wynalazców:
- Basile Bouchon jako pierwszy wpadł na pomysł użycia perforowanego papieru do sterowania krosnem (1725),
- Jean-Baptiste Falcon usprawnił pomysł Bouchona, zamieniając delikatny papier na wytrzymałe, powiązane ze sobą sznurkami kartonowe karty (1728),
- Jacques de Vaucanson słynny twórca automatów - zbudował pierwsze w pełni zautomatyzowane krosno (1745), było ono sterowane kolczastym walcem i było zbyt skomplikowane do wytwarzania seryjnego.
Jacquard zebrał te wszystkie koncepcje, dopracował je i stworzył mechanizm niezawodny i gotowy do masowej produkcji. Jego wynalazek spotkał się z gwałtownym oporem lyońskich tkaczy, którzy obawiali się, że automatyzacja doprowadzi do ich bezrobocia. Doszło nawet do publicznego zniszczenia jego krosien. Ostatecznie jednak jego wynalazek został doceniony i przyniósł mu zaszczyty i sławę. W 1812 roku w całej Francji pracowało już 10 000 krosien Jacquard'a. Zmarł w 1834 roku.
Siemion Korsakow
Siemion Korsakow (ur. 1787, zm. 1853) był rosyjskim urzędnikiem państwowym, wynalazcą i homeopatą. Zanim poświęcił się nauce brał czynny udział w wojnach napoleońskich, w tym w kampaniach lat 1812–1814. Po wojnie rozpoczął pracę w dziale statystycznym Ministerstwa Spraw Wewnętrznych w Petersburgu. Na co dzień pracował z dużą ilością danych i zestawień. To właśnie ta praca sprawiła, że zaczął szukać sposobów na łatwiejsze przechowywanie i wyszukiwanie informacji.
Korsakow uważał, że technologia może "wzmacniać naturalną inteligencję" człowieka. W tym celu zaprojektował kilka urządzeń, które nazywał "maszynami do porównywania idei" lub "maszynami intelektualnymi". Wśród jego wynalazków znalazły się m.in. różne rodzaje homeoskopów, ideoskop oraz komparator. Choć nazwy brzmią skomplikowanie, zasada działania była dość prosta. Ich zadaniem było ułatwianie wyszukiwania i porównywania informacji wg zadanych kryteriów. Informacje zapisywano na kartach dziurkowanych lub na innych nośnikach, np. drewnianych tablicach z otworami. Odpowiednie urządzenie, za pomocą systemu igieł, pozwalało szybko znaleźć potrzebne dane. W krosnach na karcie dziurkowanej przechowywane były instrukcje dla maszyny, Korsakow jako pierwszy zastosował technikę dziurkowania do przechowywania i wyszukiwania informacji, co było bardzo nowatorskim pomysłem jak na XIX wiek.
We wrześniu 1832 roku Korsakow ogłosił swoją nową metodę pracy z informacją. Nie opatentował swoich wynalazków - udostępnił je do publicznego użytku, wierząc, że mogą pomóc innym w pracy z danymi. W tym samym roku opublikował w Petersburgu książkę w języku francuskim i opisał w niej ideę maszyn jako "dodatkowych wzmacniaczy naturalnej inteligencji", co dziś uznaje się za bardzo wczesną formę myślenia o sztucznej inteligencji.
Swoje pomysły przedstawił Cesarskiej Akademii Nauk w Petersburgu, jednak eksperci je odrzucili. W tamtych czasach niewiele osób widziało potrzebę zmechanizowanego przeszukiwania dużych zbiorów informacji. Z tego powodu wynalazki Korsakowa nie zdobyły popularności i zostały niemal zapomniane. Dopiero po II wojnie światowej ponownie zainteresowano się jego pracą. W 1961 roku opublikowano dokumenty z archiwów Akademii Nauk oraz odnaleziono książkę napisaną przez Korsakowa. Dziś uważa się go za jednego z pionierów idei przetwarzania informacji i wspomagania ludzkiej inteligencji przez maszyny.
Charles Babbage
Charles Babbage (1791–1871) był wybitnym brytyjskim matematykiem, wizjonerem i pionierem informatyki. Dzisiaj jest uznawany za twórcę koncepcji nowoczesnego komputera. Większość życia poświęcił na projektowanie skomplikowanych maszyn liczących. W 1822 roku zaprezentował koncepcję Maszyny Różnicowej, przeznaczonej do automatycznego generowania tablic matematycznych. Jego najbardziej przełomowym projektem była jednak Maszyna Analityczna z 1837 roku, która w założeniach stanowiła pierwszy na świecie mechaniczny komputer ogólnego przeznaczenia. Przełom technologiczny polegał na rozdzieleniu jednostki obliczeniowej, zwanej "młynem", od pamięci, określanej jako "magazyn", co odpowiada architekturze współczesnych komputerów: procesor (młyn) jest oddzielony od pamięci RAM (magazyn). Urządzenie to miało być sterowane za pomocą kart dziurkowanych. Babbage zainspirował się technologią stosowaną w przemyśle tekstylnym. Zobaczył on, jak sterowane kartami dziurkowanymi krosno Jacquarda tworzy skomplikowane wzory na tkaninach. Babbage postanowił wykorzystać ten mechanizm do pracy Maszyny Analitycznej.
W tym celu zaprojektował trzy rodzaje kart:
- karty operacyjne służyły do wprowadzania instrukcji i określania operacji arytmetycznych,
- karty zmiennych lub liczbowe zawierały dane liczbowe oraz stałe matematyczne wprowadzane do pamięci,
- karty ładowania i przechowywania odpowiadały za przesyłanie liczb między pamięcią (magazynem) a jednostką liczącą (młynem).
Maszyna miała posiadać trzy oddzielne czytniki dla każdego z tych rodzajów kart. Wizja Babbage’a zakładała, że karty będą połączone sznurkami w ciągłe taśmy. System ten pozwalał na wykonywanie skomplikowanych pętli i instrukcji warunkowych. Karty w czytniku mogły przesuwać się zarówno do przodu, jak i do tyłu, co umożliwiało wielokrotne powtarzanie tych samych kroków programu.
Współpracowniczka Babbage’a Ada Lovelace napisała, że Maszyna Analityczna "tka wzory algebraiczne tak, jak krosno Jacquarda tka kwiaty i liście".
Niestety, ze względu na ograniczenia technologiczne epoki i brak stabilnego finansowania, żadna z jego maszyn nie została w pełni ukończona za jego życia. Mimo to jego prace nad wykorzystaniem kart stały się fundamentem nowoczesnej informatyki. Jego pomysł stał się również ważnym precedensem w prawie patentowym. Dzięki temu późniejsze firmy nie mogły opatentować samej idei zapisywania danych na kartach dziurkowanych.
Punch photograph
Aby uniemożliwić pasażerom amerykańskich kolei kradzież biletów lub przekazywanie biletów innym osobom, przewoźnicy wprowadzili system kodowania rysopisu właściciela biletu za pomocą dziurkacza konduktorskiego. Choć opierał się na subiektywnej ocenie konduktora, skutecznie ograniczał nieuczciwe incydenty, ponieważ każda próba użycia skasowanego biletu przez osobę o wyraźnie odmiennej fizjonomii była natychmiast wykrywana. System ten obejmował sześć głównych kategorii: płeć, budowa ciała, wiek, kolor oczu, kolor włosów, zarost. Na marginesach biletów drukowano opisy tekstowe odnoszące się do kluczowych cech pasażera.
- Mężczyzna - Kobieta.
- Szczupła - Średnia - Tęga.
- Młody - W średnim wieku - Starszy.
- Oczy. Jasne - Ciemne.
- Włosy. Jasne - Ciemne.
- Zarost. Wąsy - Broda - Brak.
Konduktor, dokonując pierwszej kontroli, wybijał otwory na cechach niezgodnych z wyglądem pasażera, pozostawiając te, które najlepiej oddawały powierzchowność danej osoby. Tworzył tym samym unikalny, identyfikator pasażera, "dziurkowaną fotografię" (ang. punch photograph).
Można powiedzieć, że była to prymitywna baza danych zapisana bezpośrednio na nośniku, jakim był papierowy bilet. Z punktu widzenia historii informatyki, metoda ta jest istotna jako wczesny przykład binarnego zapisu informacji - cecha albo została wydziurkowana (1), albo nie (0). Doświadczenia z tego typu biletami stały się jedną z inspiracji dla Hermana Holleritha, który obserwując pracę konduktorów, dostrzegł potencjał kart dziurkowanych w przetwarzaniu danych spisowych.