Книга: Архитекторы компьютерного мира

ГЕРМАН ГОЛЛЕРИТ Первый исследователь обработки данных

ГЕРМАН ГОЛЛЕРИТ

Первый исследователь обработки данных

Герман Голлерит

Герман Голлерит является основоположником счетно-перфорационной техники, непосредственной предшественницы современных компьютеров. Занимаясь в 80-х годах прошлого столетия вопросами обработки данных переписи населения, он создал машину, автоматизирующую процесс обработки данных, и изобрел носитель информации — перфокарту, которая не претерпела существенных изменений до настоящего времени.

Он родился 29 февраля 1860 года в Буффало, штат Нью-Йорк. Герман был седьмым ребенком Иоганна Голлерита, который эмигрировал в США из Германии в 1848 году.

После переезда семьи в Нью-Йорк Герман поступает в школу, из которой вскоре его исключают. (Обычно Герман покидал классную комнату перед уроком правописания. Однажды, когда учитель запер дверь, он выпрыгнул из окна второго этажа, после чего и был исключен из школы.)

После исключения из школы Голлерита обучал учитель-лютеранин, с которым он прошел курс средней и высшей школы. В 16 лет Голлерит поступил в Колумбийский колледж со специализацией по горному делу.

Однако Голлерит интересовался, скорее, не «самим горным делом», а техникой, в особенности электротехникой. Именно в Колумбии он встретил профессора Уильяма П. Троубриджа, который вскоре после этого назначил Голлерита своим ассистентом в Статистическом управлении переписи населения США.

В 19 лет Голлерит переехал в Вашингтон, чтобы начать свою новую работу. В Джорджтауне он стал активным членом общественных кружков. С доктором Джоном Ш. Биллингсом он встретился у него дома, куда пришел по приглашению его дочери. Поскольку Биллингс был авторитетным экспертом по анализу статистических данных, его назначили директором Статистического управления по переписи населения в 1880 году. Как раз в это время Биллингс сообщил Голлериту о своей идее создания машины с перфокартами для составления таблиц по данным переписи населения США. Существуют две версии влияния Биллингса на изобретение Голлерита: либо он «только предложил создать подобное», либо он «предложил использовать карты с описанием личности при помощи отметок по краям карт, а также устройство, чем-то похожее на сортировальную машину».

Сам Голлерит об этом говорил следующее: «Я пошел к мистеру Леланду в Управление переписи населения и попросил взять меня к нему на работу служащим. После изучения проблемы я вернулся к доктору Биллингсу и сказал, что могу разработать способ решения проблемы, а затем спросил, будет ли он со мной работать. Доктор отказался, т. к. его больше не интересовали эти проблемы, кроме уже полученных данных».

В 1891 году Биллингс обратился к Американскому обществу по развитию науки: «В 1880 году я предложил, что различные статистические данные можно записывать на одной карточке путем перфорирования, а затем обрабатывать с помощью механических средств, выбирая необходимые группы перфораций. Электрические счетные машины, используемые сейчас для переписи населения, являются результатом этого предложения».

Дочь Биллингса говорила следующее: «Отец не имел способности к механике, поэтому вся заслуга принадлежит мистеру Голлериту».

Когда генерал Ф. Уолкер переехал из Вашингтона в Массачусетский технологический институт в 1882 году, он пригласил Голлерита в этот институт в качестве преподавателя по машиностроению. Голлерит провел там год, одновременно развивая свои идеи и разрабатывая первое оборудование для записи данных переписи и составления по ним таблиц. В 1883 году он вернулся в Вашингтон, где работал в патентном бюро. Знание патентных систем помогло ему в следующем десятилетии как изобретателю. В 1884 году в Сант-Луисе он разработал идею об улучшении тормозов для железнодорожного транспорта. В то время он уже мог построить прототип табулятора, но у него не было на это денег. Известно, что ему не удавалось занять деньги у своей семьи или друзей на нужды своих проектов, поэтому он построил прототип на свои скудные сбережения.

В Сант-Луисе Голлерит сконструировал электрические тормоза для поездов и участвовал в конкурсе, в котором также были представлены тормоза с использованием сжатого воздуха и принципа вакуума. Электрический тормоз был признан лучшим из пяти, но были сомнения по поводу его практичности (из-за боязни грозы), поэтому данную систему отклонили, а патенты оставались бездействующими до конца срока действия. Победителем конкурса был признан Джордж Вестингхауз.

Следующий патент Голлерита — аппарат для рифления металлических трубопроводов — вначале также не имел применения, но позже им воспользовалась фирма «Дженерал Моторе» для изготовления гибких соединений.

Патент 395.782 «Искусство составления статистических данных» стал самым значимым патентом Голлерита. Он был зарегистрирован 23 сентября 1884 года. Голлерит применял свой прототип для составления таблиц по статистическим данным смертности в Балтиморе, штат Мэриленд, в 1887 году, и аналогичную статистику для Нью-Джерси. В 1889 году данные смертности Нью-Йорка обрабатывались с помощью оборудования Голлерита. Благодаря своему опыту, Голлерит подтвердил, что перфокарты являются важнейшей частью в процессе составления таблиц. В 1887 году он сделал исправление в своем патенте: «Предлагается усовершенствование способа обработки статистических данных, которое состоит из предварительной подготовки отдельных перфокарт, каждая из которых заключает в себе данные об одном человеке или предмете».

Вследствие этого исправления многие промышленники должны были заключить договор с Голлеритом о лицензии на его оборудование с перфокартами. Следующий патент 397.783 был назван «Устройство для составления статистических данных».

Во время переписи населения 1890 года данные о каждом человеке переносили на карты размером 7³/₈x3¹/₄дюйма. Затем делали перфорацию по краям, согласно каждой характеристике. Один угол карты подрезался по диагонали для удобства при подсчете и сортировке (выборке).

В те времена еще не были разработаны способы сортировки перфокарт, поэтому подобный процесс производился чисто визуально. Например, номер участка или района регистрировался в виде комбинации четырех или пяти отверстий, расположенных с одного края карты. Просматривая эти отверстия, инспектор мог определить: на своем ли месте стоит перфокарта, но он не мог сразу сказать, что это за карта.

Новая машина Голлерита сама делала перфорацию с учетом образца. Поскольку машина использовалась для переписи населения, она была сконструирована таким образом, чтобы облегчить труд оператора и уменьшить количество ошибок.

Большего в то время добились при составлении таблиц. В 1880-х годах электричество использовалось редко, поэтому применение электричества в вычислительной машине того времени было поистине уникальным.

Для своего табулятора Голлерит построил пресс с твердой резиновой пластиной и направляющими с упором для карт. Пластина состояла из углублений, которые соответствовали расположению потенциальных перфораций на карте. Углубления в виде чашечек были частично заполнены ртутью и соединены клеммами с задней стенкой корпуса. Над резиновой пластиной находилась коробка с проекционными контактными точками, приводимыми в действие пружинами. Эти точки совпадали с углублениями, заполненными ртутью. Когда карта закладывалась в пресс, в местах появления отверстий на карте контактная точка соприкасалась с ртутью и электрическая цепь замыкалась, что приводило в действие счетчик. Циферблат счетчика, способный регистрировать числа до 10 000, передвигался на одно деление с помощью электромагнита, который получал сигнал через «ртутные чашечки». Периодически данные счетчика считывались и общая цифра заносилась вручную на итоговую карту.

Перфокарточный табулятор Голлерита

Карты можно было сортировать согласно характеристике перфораций. Устройство было снабжено коробкой с 24 отделениями. Каждое отделение имело крышку, которая открывалась с помощью пружины при попадании туда карты. После выбора карты крышка открывалась и карта вручную забиралась и складывалась в нужное место. Лишь спустя 14 лет Голлерит изобрел полностью автоматическую систему сортировки.

Для контроля точности принимались следующие меры:

? если подводился итог сразу по нескольким характеристикам, то на циферблате регистрировалась каждая проходящая карта, и можно было проверить итоговую цифру путем суммирования промежуточных результатов;

? при правильной регистрации машина издавала звонок, при отсутствии которого нужно было найти и устранить ошибку;

? пресс мог обрабатывать только карты с определенным кодом, для которого он был запрограммирован;

? карты, принадлежащие к одной группе, имели одно общее для всех отверстие, поэтому с помощью проволочного стержня можно было обнаружить наличие «чужих» карт в данной группе.

Голлерит получил широкую известность за свои работы, но в 1890 году его успех оказался абсолютно непредвиденным, когда он заключил контракт на 11 переписей населения после победы в соревновании по переписи населения в четырех районах Сант-Луиса, имеющего более 10 491 жителей.

Метод Голлерита был не только самым быстрым, но и самым точным. Было подсчитано, что Голлерит сэкономил государству 597 125 долларов. Во время переписи населения вновь было подсчитано, что он сэкономил два года и большую сумму денег.

В 1890 году Голлериту исполнилось 30 лет. Он получил звание доктора философии, был всемирно известен за свое изобретение табулятора и перфокарт, а также заключил очень важный контракт с Бюро переписи населения США. Казалось, что его финансовое и профессиональное будущее обеспечено. 15 сентября 1890 года он женился на Люсии Гиверли Талькотт, дочери своего врача из Вашингтона. Они прожили счастливо 39 лет и имели трех сыновей и трех дочерей. Во время медового месяца в Австрии Голлерит договорился с австрийским правительством об использовании своего изобретения в Центральном статистическом бюро. Так началась его международная карьера.

Вначале Голлерит руководил фирмой «Электрическая система составления таблиц Голлерита» и мастерской в Вашингтоне, где собирали и ремонтировали вычислительные машины, а также делали перфокарты. Голлерит обнаружил, что выпускаемые промышленностью карты слишком мягкие для его машин: бумага расслаивалась и забивала углубления с ртутью. Нужно было улучшить качество бумаги, и он сам начал ее изготавливать. При неправильной эксплуатации машина могла выйти из строя, поэтому во избежание неверных слухов о плохом качестве машин Голлерит ремонтировал или заменял вышедшие из строя части. Таким образом в торговом соглашении появился пункт о сервисном обслуживании машин.

К 1895 году машины Голлерита работали уже в Австрии, в Канаде, шли переговоры об их продаже Италии и России. Позже его вычислительные машины использовались и в других зарубежных странах.

Перфоратор-пантограф

Но вскоре начались неприятности. Бюро переписи стало недовольно финансовыми требованиями Голлерита, а сам Голлерит не хотел изменять свою машину. В результате Бюро переписи начало производить свои вычислительные машины, полагаясь в основном на прошлых служащих Голлерита, которые раскрывали им ноу-хау. Бюро заимствовало идеи Голлерита и заменило некоторые механические части на электрические механизмы. Руководил созданием новых машин Джеймс Пауэрс. Он внедрил 300 новых перфораторов для переписи 1910 года. Это было началом организации, названной Компанией вычислительных машин Пауэрса, которая в 1927 году соединилась с компанией Remington Rand (в 1955 году Sperry Rand Corporation).

Опасения утраты контракта с Бюро переписи вынудили Голлерита искать новые рынки сбыта своих систем в начале 1900-х годов. К 1910 году в списке его клиентов значились многочисленные страховые компании, железные дороги, универмаги, заводы, энергетические компании и др.

Несмотря на свой успех и богатство, Голлерит оставался принципиальным человеком. Он чувствовал, что директор Бюро переписи вел себя нечестно, когда приказал сделать изменения в машинах Голлерита, предназначенных для переписи 1900 года. 20 специальных машин было продано бюро. Голлерит чувствовал себя настолько уверенным, что предъявил иск правительству США, однако потерпел неудачу в этом деле. Таким образом, в свои 50 лет, несмотря на успех, он должен был смириться с горечью поражения и ложными показаниями своих «друзей».

В 1911 году всемирно известный предприниматель Чарльз Флинт, образовавший многие промышленные империи, заинтересовался делом Голлерита. Он образовал из трех компаний одну — Computer-Tabulating-Recording Со. При регистрации в примечании была сделана интересная запись: произволство и продажа карт возросли до 1 млн. в день, а годовой доход продолжал увеличиваться. Голлерит уплатил 2 млн. долларов за свою долю в компании и составил десятилетний контракт по консультациям на сумму 25 000 долларов в год, дав тем самым обязательство не организовывать конкурирующей фирмы. В первые годы своего существования новая фирма не очень преуспевала. В 1915 году президентом и главным управляющим был назначен Томас Дж. Уотсон, старший. Достоинства Уотсона и небывалый успех компании (с 1924 года — IBM) сейчас стали легендой. В течение 1911–1921 годов Голлерит продолжал изобретать и получать патенты, но с Томасом Уотсоном они не были друзьями. Ассистент Голлерита — Отто Брайтмайер, начинавший работать с ним еще в прошлом веке, снискал расположение к себе и вскоре стал ответственным вице-президентом компании IBM. Конкурирующей компанией была фирма Remington-Rand, которая и стала после IBM лидирующей в области обработки данных.

Больше всего Голлерит любил заниматься семьей, вкусно поесть, строить дома, выращивать скот, покупать автомобили и делать подарки друзьям и соседям. В молодости Голлерит говорил, что, если у него будут деньги, он будет иметь винный погреб и яхту. В 1911 году он купил яхту. У него также был винный погреб, но врачи запретили ему пить из-за высокого давления. Он доставлял себе удовольствие автомобилями. В 1896 году Голлерит обладал одним из первых электрических автомобилей. В 1905 году у него был Waltham Orient. Иногда у него было сразу несколько автомобилей. В 1908 году его семья переехала в Роквиль (штат Мэриленд, поместье в 10 акров), а позже — в Тайдуотер (штат Вирджиния), в поместье с 230 акрами земли, где Голлерит выращивал рогатый скот и давал быков своим соседям для улучшения поголовья скота. Голлерит получал удовольствие, занимаясь сельским хозяйством и животноводством. Он также ловил устриц и западноевропейскую сельдь в заливе, на берегу которого была расположена его ферма. Все добытое и сделанное своими руками он посылал своим друзьям в качестве подарков. Он покупал различные электроприборы (утюги, стиральные машины, холодильники), которые появились в продаже, и делал для них источники питания. У него было множество лодок, но он забросил свою яхту с норвежской командой перед Первой мировой войной, которая помешала ему совершить океанский круиз. В 1915 году он завершил работу над своим домом в Джорджтауне и домом для двух своих дочерей. Говорят, что если бы Голлерит вложил в фонд компании CTR в 1914 году 1 млн. долларов и оставил его там, то сейчас сумма составила бы 2 биллиона долларов.

Герман Голлерит умер дома в Вашингтоне от сердечного приступа 17 ноября 1929 года, в возрасте 69 лет, в год краха Фондовой биржи, не ведая и не сожалея об утраченных возможностях. Голлерит закончил свою почти семидесятилетнюю жизнь в роскошной, счастливой старости, окруженный любящей семьей. До последних своих дней он ненавидел правила правописания до такой степени, что позволял себе писать слово «статистик» как вздумается.

Когда Голлерит построил машину для составления таблиц переписи 1890 года, он, вероятно, не думал о всей глубине проблем обработки данных, с которыми мы сейчас имеем дело и которые принадлежат такой науке, как информатика. Но ни в коем случае нельзя отрицать огромной важности идей, воплощенных в изобретениях Голлерита. Его машина была не только вычислительной; она выполняла выборочную сортировку, что является основой любого информационного поиска. Возможно, как раз простота, с которой Голлерит подошел к решению этих проблем, и является его важнейшим вкладом в информатику. Он использовал совершеннейшую технику своего времени, но его способы были легки для понимания, высокоэффективны, продуктивны и испытаны временем.

Оглавление книги