29 Gennaio 2023
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Le macchine a schede perforate

Herman Hollerith promuove l'idea

 

Nei primi anni del XX secolo Herman Hollerith viaggia instancabilmente attraverso l'America e l'Europa per promuovere l'idea delle sue macchine a schede perforate che permettono di organizzare e classificare velocemente ed economicamente grandi quantità di dati.

Dal 1900 al 1940 queste macchine vengono modificate, perfezionate, rese più veloci. Viene sviluppata una serie di nuove macchine basate sugli stessi principi e capaci di eseguire ciascuna determinate operazioni sulle schede perforate.

Numeri e lettere

Note anche come macchine meccanografiche, le macchine a schede perforate sono in grado di riprodurre i dati introdotti, di classificarli e suddividerli, di sommarli, moltiplicarli o dividerli.

Possono effettuare compararioni e richerche, preparare riepiloghi e prospetti, perforare su una scheda i risultati delle proprie operazioni o addirittura stamparli.

I dati vengono inoltre accettati ed emesi dalle macchine non solo sotto forma di numeri, ma anche di lettere, permettendo così una più facile comprensione dei risultati e delle informazioni trattate anche da parte del personale non specializzato.

Un'economia in crescita

La rapida  crescita delle aziende, l'aumento dei compiti affidati agli enti pubblici, l'espandersi dell'economia e dell'industria, sopratutto negli Stati Uniti, richiedono nuovi strumenti contabili e organizzativi.

La validità dlle macchine a schede perforate per risolvere i problemi del mondo commerciale e produttivo sta nella loro capacità di ridurre gli archivi e i carteggi ormai divenuti troppo voluminosi, di ottenere in tempi più brevi risultati più precisi e di diminuire i costi per conoscere in ogni momento la situazione esatta in cui si trova l'azienda. Inoltre, le macchine a schede perforate consentono di svolgere lavori prima svolti a mano, come la contabilità ed altri fino ad allora impossibili, quali ad esempio l'analisi dei costi e delle vendite.

Prime ad utilizzare le macchine meccanografiche sono le aziende che devono raccogliere ed elaborare grandi masse di informazioni: le compagnie telefoniche per registrare ed addebitare le conversazioni; le ferrovie per seguire il trasporto delle merci, le società di assicurazioni per studiare le statistiche della mortalità e degli incidenti.

 

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HOLLERITH: il Pioniere dell'elaborazione dei dati

Il censimento americano del 1890

Nel 1887 non erano ancora terminati i calcoli del censimento americano del 1880 affidati manualmente a centinaia di impiegati. In previsione del censimento del 1890, l'esperto di statistica Herman Hollerith inventa un sistema per rappresentare il nome l'età, il sesso, l'indirizzo e altri dati essenziali di ogni persona sotto forma di fori praticati su una scheda di cartoncino e contati poi elettricamente.

Sfruttando questa idea, il Governo degli Stati Uniti ottiene i risultati del nuovo censimento in appena due anni e mezzo, sebbene la popolazione dia intanto cresciuta da 50 a 63 milioni.

Il successo nel censimento americano fece si che le macchine di Hollerith fossero immediatamente impiegate anche nei censimenti austriaci e norvegesi e nel primo censimento della storia russa, tenutosi nel 1896.

Una nazione intera contata elettricamente

Tutti i dati relativi ai nuclei familiari degli Stati Uniti (nome, indirizzo, età ecc.) contenuti nei 13 milioni di moduli raccolti per il censimento del 1890 vengono trasformati in una serie di fori su una scheda mediante uno speciale strumento a pantografo.

La scheda è divisa in 240 zone, ciascuna delle quali ha un  particolare significato: ad esempio, un foro in una data zona indica che l'età del censito è di 30 anni, in un'altra zona che abita a Chicago, e così via.

Per leggere le informazioni registrate sulle schede, queste vengono inserite una alla volta in un apposito meccanismo ad aghi. Premendo una leva, gli aghi percorsi da corrente elettrica si abbassano: dove c'è un foro, l'ago passa, tocca il mercurio sottostante e fa così scattare di un'unità il relativo contatore.

La presenza di 40 contatori sulla macchina tabulatrice permette di contare simultaneamente diverse risposte fornite dalle persone censite, mentre un'altra macchina selezionatrice suddivide rapidamente in blocchi le schede secondo l'età, il sesso, il luogo di nascia ecc.: non appena viene letto un foro o un gruppo di fori specifici, si apre automaticamente un determinato sportellino nel quale l'impiegato ripone la scheda.

Schede perforate per il mondo degli affari

Le macchine di Hollerith vengono perfezionate per compiere diverse operazioni sulle schede perforate e dagli uffici governativi ben presto si diffondono nelle aziende e nelle industrie di maggiori dimensioni per risolvere problemi contabili e amministrativi.

Per aumentare il numero di informazioni registrate su ogni scheda, Hollerith sceglie le dimensioni della banconota da un dollaro (che rimarrà, da allora, il formato standard delle schede) e cambia la dimensione e la posizione dei fori.

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La moltiplicazione diretta

Moltiplicare senza addizioni

A un giovane inventore francese, il diciottenne Léon Bollée, si deve la costruzione nel 1887 della prima macchina capace di eseguire la moltiplicazione direttamente e non mediante addizioni ripetute.

Il meccanisco moltiplicatore è costituito da una serie di piastre metalliche, su ciascuna delle quali sono fissate nove linee e nove colonne di aste di lunghezza diseguale.

La Millionaire

Progettata dallo svizzero Otto Steiger nel 1892, la Millionaire é una macchina calcolatrice a moltiplicazione diretta basata sul principio di Bollée. La moltiplicazione di ogni cifra avveniva mediante un giro di manovella. La Millionaire ebbe un largo successo commerciale: dal 1894 al 1935 ne furono venduti circa 4.500 esemplari per impieghi contabili, statistici e scientifici.

Calcolatrice di Burroughs

Nel 1899 l'americano William S. Burroughs, figlio di un meccanico, realizza una macchina calcolatrice a moltiplicazione diretta che diventa molto popolare in tutto il mondo, diffondendosi negli uffici come efficace strumento per sveltire la contabilità.

Agli inizi del 1900, l'enorme progresso della tecnica permette di realizzare su vasa scala i progetti che si sono accumulati nei secoli precedenti formando un considerevole patrimonio di idee. Le macchine calcolatrici meccaniche, che diventano in seguito elettriche, vengono prodotte in serie da importanti socie tà e si diffondono rapidamente, sopratutto nel mondo degli affari.

Le calcolatrici del primo Novecento presentano tuttavia limitate possibilità applicative e richiedono, in misura maggiore o minore, il continuo intervento manuale dell'uomo.

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L'Aritmometro e la Differenziale

L'aritmometro di Thomas de Colmar

Nel 1820 il finanziere francese Charles-Xavier Thomas de Colmar idea un dispositivo a ignoni dentati che esegue moltiplicazioni e divisioni basandosi sullo stesso principio della calcolatrice di Leibniz. Per la sua praticità, questa macchina incontra notevole successo: dal 1820 al 1890 ne vengono prodotte alcune migliaia di esemplari.

Manca ancora un sistema di comando che consenta alla macchina di passare da un'operazione all'altra senza l'intervento dell'uomo.

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La Macchina Analitica di Babbage

Nel 1822 Charles Babbage, un matematico inglese, realizza una macchina differenziale che è in grado di svolgere automaticamente calcoli scientifici ed astronomici.

Dieci anni più tardi mette a punto il progetto di una macchina analitica che combina per la prima volta l'idea delle schede perforate con quella delle ruote a riporto automatico.

La macchina analitica, che non venne realizzata in pratica per problemi tecnici ed economici, era in grado di compiere da sola tutte le operazioni aritmetiche sui numeri introdotti e di eseguire in sequenze d9verse per risolvere problemi diversi. L'aspetto più rivoluzionario è però lo schema generale della macchina, identico a quello che verrà adottato, un secolo più tardi, negli elaboratori elettronici moderni.

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Nasce il Calcolo Automatico

La "Pascalina"

A diciannove anni, nel 1642, il matematico, filosofo e scrittore francese Blaise Pascal inventa una macchina che dimostra come i calcoli possano essere compiuti in modo puramente meccanico. Una serie di ruote, che rappresentano le unità, le decine, le centinaia ecc., portano sulla circonferenza le cifre da 0 a 9 e sono collegate fra loro mediante ingranaggi.

ça rotazione comple3ta di una ruota fa avanzare di un'unità la ruota alla sua sinistra: per la prima volta una macchina esegue automaticamente il riporto, finora conteggiato  a mente dall'uomo. Per altri trecento anni il riporto automatico resterà il principio fondamentale di tutti gli strumenti di calcolo, dal contachilometri dell'automobile alla calcolatrice da tavolo.

La macchina di Leibniz

"Non è ammissibile che studioni e scienziati, anzicchè elaborare e
confrontare nuove teorie, perdano le proprie ore come schiavi
nelle fatiche del calcolo, che potrebbero essere affidate a
chiunque se si potessero usare delle macchine"

G.W. Leibniz

Allo scopo di rendere automatici i calcoli delle tavole trigonometriche e astronomiche, nel 1671 il tedesco Gottfried Wilhelm Leibniz progetta una macchina calcolatrice che utilizza pignini dentati di varia lunghezza e una versione perfezionata del meccanismo di riporto automatico ideato da Pascal.

In questo modo vengono eseguite meccanicamente le moltiplicazioni e le divisioni sotto forma di addizioni e sottrazioni ripetute.

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Nasce la scheda perforata

I fori per codificare dati ed istruzioni

Nel 1804 il francese Joseph-Marie Jacquard perfeziona l'idea del meccanico Falcon che un secolo prima aveva scoperto un nuovo sistema per rendere automatiche alcune fasi del lavoro di tessitura.

Il telaio era guidato automaticamente nei suoi movimenti da una serie di fori praticati su delle schede di cartone. Nasce così la scheda perforata per trasmettere a una macchina le istruzioni necessarie al suo funzionamento, rappresentando il supporto anche per la memorizzazione di dati, utilizzato fino agli anni '70 del secolo scorso.

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