Die US-Verfassung verlangt, dass zu Beginn jedes Jahrzehnts eine Bevölkerungszählung durchgeführt wird.
Diese Volkszählung wurde immer mit politischer Bedeutung aufgeladen und wird es auch weiterhin sein. Das ist klar aus die Kontroversen im Vorfeld der Volkszählung 2020.
Aber es ist weniger bekannt, wie wichtig die Volkszählung für die Entwicklung der US-Computerindustrie war, eine Geschichte, die ich in meinem Buch erzähle “Republik der Zahlen: Unerwartete Geschichten mathematischer Amerikaner durch die Geschichte.“ Diese Geschichte umfasst die Gründung des ersten automatisierten Datenverarbeitungsunternehmens, der Tabulating Machine Company, vor 125 Jahren am 3. Dezember 1896.
Bevölkerungswachstum
Der einzige Verwendungszweck der Volkszählung, der in der Verfassung eindeutig festgelegt ist, besteht darin, Sitze im Repräsentantenhaus zuzuweisen. Bevölkerungsreichere Staaten bekommen mehr Sitze.
Eine minimalistische Interpretation der Volkszählungsmission würde erfordern, dass nur die Gesamtbevölkerung jedes Staates gemeldet wird. Aber die Volkszählung hat sich nie darauf beschränkt.
Ein erschwerender Faktor trat gleich zu Beginn auf, mit der Unterscheidung der Verfassung zwischen „freien Personen“ und „drei Fünftel aller anderen Personen.“ Dies war der berüchtigte Kompromiss der Gründerväter zwischen den Staaten mit einer großen Anzahl versklavter Personen und den Staaten, in denen relativ wenige lebten.
Die erste Volkszählunghat 1790 auch nicht verfassungsgemäße Unterscheidungen nach Alter und Geschlecht vorgenommen. In den folgenden Jahrzehnten wurden auch viele andere persönliche Merkmale untersucht: Berufsstand, Familienstand, Bildungsstand, Geburtsort usw.
Als das Land wuchs, erforderte jede Volkszählung einen größeren Aufwand als die vorherige, nicht nur die Daten zu sammeln, sondern auch in eine brauchbare Form zu bringen.Die Verarbeitung der Volkszählung von 1880 wurde erst 1888 fertiggestellt.
Es war eine irrsinnig langweilige, fehleranfällige, klerikale Übung in einer Größenordnung geworden, die man selten gesehen hat.
Da die Bevölkerung offensichtlich weiterhin rasant wuchs, konnten diejenigen mit ausreichender Vorstellungskraft ahnen, dass die Verarbeitung der Volkszählung von 1890 ohne eine Änderung des Verfahrens in der Tat grauenhaft sein würde.
Eine neue Erfindung
John Shaw Billings, ein Arzt, der dem Volkszählungsbüro bei der Erstellung von Gesundheitsstatistiken behilflich war, hatte den immensen Aufwand bei der tabellarischen Erfassung der Rohdaten von 1880 genau beobachtet. Er äußerte seine Bedenken gegenüber einem jungen Maschinenbauingenieur, der bei der Volkszählung behilflich war,Herman Hollerith, ein neuer Absolvent der Columbia School of Mines.
Am 23. September 1884 registrierte das US-Patentamt eine Einreichung des 24-jährigen Hollerith mit dem Titel „Kunst der Zusammenstellung von Statistiken.”
Durch die fortschreitende Verbesserung der Ideen dieser ersten Einreichung würde Hollerith entscheidend einen Wettbewerb von 1889 gewinnen, um die Verarbeitung der Volkszählung von 1890 zu verbessern.
Dertechnologische Lösungenvon Hollerith entwickelt, beinhaltete eine Reihe mechanischer und elektrischer Geräte. Die erste entscheidende Innovation bestand darin, Daten auf handgeschriebenen Zählblättern in Muster von Löchern zu übersetzen, die in Karten gestanzt wurden. Wie Hollerith es in der Überarbeitung seiner Patentanmeldung von 1889 formulierte
"Ein Loch wird also entsprechend der Person gestanzt, dann ist ein Loch entsprechend der Person ein Mann oder eine Frau, eine andere Aufzeichnung, ob gebürtig oder im Ausland geboren, eine andere entweder weiß oder farbig usw."
Dieser Prozess erforderte die Entwicklung spezieller Maschinen, um sicherzustellen, dass Löcher mit Genauigkeit und Effizienz gestanzt werden konnten.
Hollerith entwickelte dann eine Maschine zum „Lesen“ der Karte, indem die Karte mit Stiften sondiert wurde, sodass nur dort, wo ein Loch war, der Stift durch die Karte ging, um eine elektrische Verbindung herzustellen, was zu einem Vorlauf des entsprechenden Zählers führte.
Wenn zum Beispiel eine Karte für einen weißen männlichen Bauern durch die Maschine ging, würde ein Zähler für jede dieser Kategorien um eins erhöht. Die Karte wurde robust genug gemacht, um zum Zählen mehrmals durch die Kartenlesemaschine zu gehenverschiedene Kategorien oder Prüfergebnisse.
Die Zählung ging so schnell vor sich, dass die Staats-für-Staat-Nummern für die Aufteilung durch den Kongress erforderlich wurden vor Ende November 1890 zertifiziert.
Aufstieg der Lochkarte
Nach seinem Volkszählungserfolg, Hollerith begann mit dem Verkauf dieser Technologie. Das von ihm gegründete Unternehmen, die Tabulating Machine Company, wurde nach seiner Pensionierung zu International Business Machines - IBM. IBM war wegweisend bei der Perfektionierung der Kartentechnologie zum Aufzeichnen und Tabellieren großer Datenmengen für eine Vielzahl von Zwecken.
In den 1930er Jahren verwendeten viele Unternehmen Karten für Aufzeichnungsverfahren wie Gehaltsabrechnung und Inventar. Einige datenintensive Wissenschaftler, insbesondere Astronomen, fanden die Karten ebenfalls praktisch. IBM hatte bis dahin eine Karte mit 80 Spalten standardisiert undhatte Schlagmaschinen entwickelt, an denen sich jahrzehntelang wenig ändern sollte.
Die Kartenverarbeitung wurde zu einem Standbein der mächtigen Computerindustrie, die nach dem Zweiten Weltkrieg aufblühte, und IBM war eine Zeitlang das drittgrößte Unternehmen der Welt. Die Kartenverarbeitung diente als Gerüst für eine wesentlich schnellere und platzsparendere reinelektronische Computer, die jetzt dominieren, und es sind nur noch wenige Beweise für das alte Regime übrig.
Diejenigen, die aufgewachsen sind und Computer nur als leicht tragbare Geräte kennen, mit denen man durch die Berührung eines Fingers oder sogar per Stimme kommunizieren kann, sind vielleicht mit den raumgroßen Computern der 1950er und 60er Jahre nicht vertraut, wo das primäre Mittel wardes Ladens von Daten und Anweisungen bestand darin, ein Kartenspiel an einer Keypunch-Maschine zu erstellen und dieses Kartenspiel dann in einen Kartenleser einzuführen. Dies blieb bis in die 1980er Jahre als Standardverfahren für viele Computer bestehen.
Wie sich Computerpionierin Grace Murray Hopper erinnerte über ihre frühe Karriere: „Damals benutzte jeder Lochkarten und sie dachten, sie würden für immer Lochkarten verwenden.“
Hopper war ein wichtiges Mitglied des Teams, das den ersten kommerziell nutzbaren Allzweckcomputer, den Universal Automatic Computer oder UNIVAC, einen der Kartenlese-Giganten entwickelt hat. Passenderweise war der erste UNIVAC, der 1951 ausgeliefert wurde,an das US Census Bureau, das immer noch bestrebt ist, seine Datenverarbeitungskapazitäten zu verbessern.
Nein, Computerbenutzer würden Lochkarten nicht ewig verwenden, aber sie benutzten sie während des Apollo-Mondlandungsprogramms und auf dem Höhepunkt des Kalten Krieges. Hollerith hätte wahrscheinlich fast 100 Jahre später die direkten Nachkommen seiner Volkszählungsmaschinerie aus den 1890er Jahren erkannt.
Dies ist eine aktualisierte Version eines Artikels, der ursprünglich am 15. Oktober 2019 veröffentlicht wurde.
David Lindsay Roberts, Lehrbeauftragter für Mathematik, Prince George's Community College
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