آلة الجدولة

كانت آلة الجدولة آلة كهروميكانيكية مصممة للمساعدة في تلخيص المعلومات المخزنة على البطاقات المثقبة . اخترعها هيرمان هوليريث ، وطُوّرت للمساعدة في معالجة بيانات تعداد الولايات المتحدة لعام 1890. استُخدمت النماذج اللاحقة على نطاق واسع في تطبيقات الأعمال مثل المحاسبة ومراقبة المخزون . وقد أدت إلى ظهور فئة من الآلات تُعرف باسم معدات تسجيل الوحدات ، وصناعة معالجة البيانات.

استخدمت صحيفة نيويورك وورلد مصطلح " الحوسبة الفائقة " في عام 1931 للإشارة إلى آلة جدولة كبيرة مصممة خصيصًا صنعتها شركة IBM لجامعة كولومبيا . ^{[ 1 ]}

استغرقت عملية تعداد عام 1880 ثماني سنوات. [ 2 ^{] وبما أن} دستور الولايات المتحدة ينص على إجراء تعداد كل عشر سنوات لتوزيع كل من ممثلي الكونغرس والضرائب المباشرة بين الولايات ، فقد كان من الضروري الجمع بين عدد أكبر من الموظفين وأنظمة تسجيل أسرع.

في أواخر ثمانينيات القرن التاسع عشر ، استلهم هيرمان هوليريث فكرة تسجيل البيانات على وسائط قابلة للقراءة آليًا من استخدام موظفي القطارات لثقوب مثقوبة في مواضع مختلفة على تذاكر القطارات لتسجيل بيانات المسافرين كالجنس والعمر التقريبي. وكانت الاستخدامات السابقة لهذه الوسائط تقتصر على قوائم التعليمات (لا البيانات) لتشغيل آلات مبرمجة مثل أنوال جاكارد . ^{[3] "بعد بعض التجارب الأولية باستخدام الشريط الورقي، استقر على البطاقات المثقوبة..." استخدم هوليريث بطاقات مثقوبة ذات ثقوب دائرية، تتكون من 12 صفًا و24 عمودًا. وكانت أبعاد البطاقات 83 × 168 ملم (3 ¼ × 6 ¾ بوصة). [ 4 ]} استخدم جهازه ملفات لولبية كهروميكانيكية لزيادة عدادات ميكانيكية . وتم تعليق مجموعة من الأسلاك الزنبركية فوق قارئ ^{البطاقات ، حيث} وُضعت البطاقة فوق أحواض من الزئبق ، تتوافق مع مواضع الثقوب المحتملة في البطاقة. عند ضغط الأسلاك على البطاقة، تسمح الثقوب المثقوبة بغمر الأسلاك في أحواض الزئبق، مما يُنشئ اتصالًا كهربائيًا ^{[ 5 ] [ 6 ]} يُستخدم للعد والفرز وإصدار جرس لإعلام المشغل بقراءة البطاقة. يحتوي جهاز الجدولة على 40 عدادًا، لكل منها قرص مقسم إلى 100 قسم، مع مؤشرين؛ أحدهما يتحرك وحدة واحدة مع كل نبضة عد، والآخر يتقدم وحدة واحدة مع كل دورة كاملة للقرص الآخر. يسمح هذا الترتيب بالعد حتى 9999. خلال عملية جدولة معينة، يمكن تخصيص العدادات لثقب محدد، أو باستخدام منطق الترحيل ، لمجموعة من الثقوب، على سبيل المثال لعد الأزواج المتزوجين. ^{[ 7 ]} إذا كانت البطاقة بحاجة إلى فرز، يُفتح غطاء حجرة صندوق الفرز لتخزين البطاقة، ويعتمد اختيار الحجرة على البيانات الموجودة في البطاقة. ^{[ 8 ]} 

استُخدمت طريقة هوليريث في تعداد عام 1890. استخدم الموظفون آلات تثقيب لإحداث ثقوب في البطاقات، مُدخلين العمر، ومكان الإقامة، والجنس، ومعلومات أخرى من البيانات المُسترجعة. تم إنتاج حوالي 100 مليون بطاقة، و"لم تُمرر البطاقات عبر الآلات إلا أربع مرات فقط طوال فترة التعداد". ^{[ 4 ]} ووفقًا لمكتب الإحصاء الأمريكي، فقد "تم إنجاز نتائج التعداد قبل الموعد المُحدد بأشهر، وبتكلفة أقل بكثير من الميزانية المُخصصة". ^{[ 9 ]}

كانت مزايا هذه التقنية واضحةً فورًا في مجال المحاسبة وتتبع المخزون . أسس هوليريث شركته الخاصة تحت اسم "نظام هوليريث الكهربائي للجدولة" ، متخصصًا في معدات معالجة البيانات على البطاقات المثقبة . ^{[ 10 ]} في عام 1896، أسس شركة "آلة الجدولة". وفي ذلك العام، قدم جهاز "هوليريث للجدولة المتكاملة"، الذي كان قادرًا على جمع الأرقام المشفرة على البطاقات المثقبة، وليس فقط عدّ عدد الثقوب. كانت البطاقات المثقبة لا تزال تُقرأ يدويًا باستخدام الدبابيس وقارئ الزئبق. شهد عام 1900 استخدام جهاز "هوليريث للجدولة ذي التغذية التلقائية" في تعداد الولايات المتحدة في ذلك العام. أُضيفت لوحة تحكم  في الطراز الأول لعام 1906. ^{[ 11 ]}

في عام ١٩١١، اندمجت أربع شركات، من بينها شركة هوليريث، (عن طريق الاستحواذ على أسهم) لتشكيل شركة خامسة، هي شركة الحوسبة والجدولة والتسجيل (CTR). وفي العام نفسه، تأسست شركة باورز لآلات المحاسبة ، ومثل هوليريث، استُخدمت آلات طُوّرت في البداية في مكتب الإحصاء. وفي عام ١٩١٩، طُوّر أول نموذج أولي لآلة الجدولة "بول" . وظهرت آلات جدولة قادرة على الطباعة، ومزودة بلوحات تحكم قابلة للإزالة، في عشرينيات القرن العشرين. وفي عام ١٩٢٤، أُعيد تسمية شركة CTR إلى شركة آلات الأعمال الدولية (IBM). وفي عام ١٩٢٧، استحوذت شركة ريمنجتون راند على شركة باورز لآلات المحاسبة. وفي عام ١٩٣٣، دُمجت شركة آلات الجدولة في شركة IBM. وواصلت هذه الشركات تطوير آلات جدولة أسرع وأكثر تطورًا، وبلغت ذروتها في آلات جدولة مثل IBM 407 عام ١٩٤٩ و Remington Rand 409 عام ١٩٥٢ . استمر استخدام آلات الجدولة حتى بعد ظهور أجهزة الكمبيوتر الإلكترونية التجارية في الخمسينيات من القرن الماضي.

تم نقل العديد من التطبيقات التي تستخدم جداول سجلات الوحدة إلى أجهزة كمبيوتر مثل IBM 1401. ولتسهيل هذا النقل، تم تطوير لغتي برمجة، هما FARGO و RPG . ولأن لوحات تحكم الجداول كانت تعتمد على دورة الآلة، فقد حاكت كل من FARGO وRPG مفهوم دورة الآلة، وأظهرت المواد التدريبية العلاقة بين لوحة التحكم وجدول ترميز لغة البرمجة.

في أبسط صورها، تقرأ آلة الجدولة بطاقة واحدة في كل مرة، وتطبع أجزاءً (حقولًا) منها على ورق مطوي ، مع إمكانية إعادة ترتيبها، ثم تضيف رقمًا أو أكثر من الأرقام المثقوبة على البطاقة إلى عداد أو أكثر، يُسمى المُجمِّعات . في النماذج القديمة، كانت تُقرأ أقراص سجل المُجمِّعات يدويًا بعد كل عملية طباعة للحصول على الإجمالي. أما النماذج الأحدث، فكانت تطبع الإجمالي مباشرةً. يمكن التعامل مع البطاقات ذات الثقب المحدد كبطاقات رئيسية، مما يؤدي إلى سلوك مختلف. على سبيل المثال، يمكن دمج بطاقات العملاء الرئيسية مع البطاقات المصنفة التي تسجل كل سلعة تم شراؤها. عند قراءة البطاقة الرئيسية بواسطة آلة الجدولة لإنشاء الفواتير، يُطبع عنوان الفوترة ورقم العميل من البطاقة الرئيسية، ثم تُطبع السلع المشتراة وأسعارها. عند اكتشاف البطاقة الرئيسية التالية، يُطبع السعر الإجمالي من المُجمِّع، وتُخرج الصفحة إلى أعلى الصفحة التالية، عادةً باستخدام شريط تحكم العربة .

باستخدام مراحل أو دورات متتالية لمعالجة البطاقات المثقبة، كان من الممكن إجراء حسابات معقدة إلى حد ما إذا توفرت مجموعة كافية من المعدات. (في مصطلحات معالجة البيانات الحديثة، يمكن اعتبار كل مرحلة بمثابة جملة SQL : SELECT (تصفية الأعمدة)، ثم WHERE (تصفية البطاقات، أو "الصفوف")، ثم ربما GROUP BY للمجاميع والعدد، ثم SORT BY؛ ثم ربما إعادة هذه النتائج إلى مجموعة أخرى من دورات SELECT وWHERE مرة أخرى إذا لزم الأمر). كان على المشغل البشري استرجاع وتحميل وتخزين مجموعات البطاقات المختلفة في كل مرحلة.

تم استخدام أولى آلات الجدولة الخاصة بهوليريث لتجميع إحصاءات الوفيات في بالتيمور وجيرسي سيتي ومدينة نيويورك في عام 1886. ^{[ 13 ]}

تم تطوير أول آلة جدولة تغذية أوتوماتيكية من شركة Tabulating Machine Company (TMC)، والتي تعمل بسرعة 150 بطاقة / دقيقة، في عام 1906. ^{[ 14 ]}

تم تطوير أول جهاز طباعة جدولة TMC في عام 1920. ^{[ 15 ]}

آلة المحاسبة من النوع الرابع TMC (التي أعيد تسميتها لاحقًا إلى IBM 301)، من أرشيفات IBM :

كانت آلة المحاسبة 301 (المعروفة باسم النوع الرابع ) أول آلة تعمل بالبطاقات وتتضمن اختيار الفئات، والطرح التلقائي، وطباعة الرصيد الصافي الموجب أو السالب. يعود تاريخ هذه الآلة إلى عام 1928، وهي مثال على الانتقال من استخدام الجداول إلى آلات المحاسبة. وكانت آلة النوع الرابع قادرة على عرض 100 بطاقة في الدقيقة.

HWEgli - جهاز تابلت بول موديل T30 , 1931

IBM 401:

كان جهاز 401، الذي طُرح عام 1933، من أوائل الأجهزة في سلسلة طويلة من آلات الجدولة الأبجدية وآلات المحاسبة من شركة IBM. طُوّر هذا الجهاز بواسطة فريق بقيادة جيه آر بيرس، وتضمن وظائف وميزات مهمة ابتكرها كل من إيه دبليو ميلز وإف جيه فورمان وإي جيه رابيندا . كان جهاز 401 يجمع البيانات بسرعة 150 بطاقة في الدقيقة، ويعرض البيانات الأبجدية الرقمية بسرعة 80 بطاقة في الدقيقة. ^{[ 16 ]}

IBM 405:

طُرحت آلة المحاسبة الأبجدية 405 عام 1934، وكانت الآلة الأساسية للمحاسبة ومسك الدفاتر التي سوّقتها شركة IBM لسنوات عديدة. من أهم ميزاتها: سعة جمع موسعة، ومرونة أكبر في تجميع العدادات، ^{والطباعة} المباشرة للأبجدية كاملة، والطرح المباشر ^{، وطباعة رصيد مدين أو دائن من أي} عداد. عُرفت هذه الآلة باسم "آلة الجدولة" 405، وظلت رائدة في خط إنتاج IBM حتى ما بعد الحرب العالمية الثانية. ^{[ 17 ] [ 18 ] استخدم} البريطانيون في الكوخ رقم 8 ^آلات هوليريث للحصول على بعض المعلومات حول خوارزميات هجوم النص الواضح المعروفة المستخدمة في الرسائل الألمانية المشفرة. ^{[ 19 ]}

كان جهازا IBM 402 و 403، اللذان ظهرا عام 1948، خلفاء محدثين لجهاز 405.

يمكن توصيل جهاز Bull Gamma 3 لعام 1952 بهذا الجهاز أو بجهاز قراءة/ثقب البطاقات. ^{[ 20 ] [ 21 ]}

آي بي إم 407

شكّل جهاز IBM 407، الذي طُرح عام 1949، الركيزة الأساسية لخط إنتاج أجهزة تسجيل البيانات من IBM لما يقارب ثلاثة عقود. لاحقًا، جرى تعديله ليعمل كوحدة إدخال/إخراج طرفية للعديد من الآلات الحاسبة والحواسيب الإلكترونية المبكرة. استُخدمت آلية الطباعة الخاصة به في طابعة IBM 716 الخطية لسلسلة IBM 700/7000 ، ولاحقًا مع جهاز IBM 1130 حتى منتصف سبعينيات القرن العشرين.

تم سحب آلة المحاسبة IBM 407 من السوق في عام 1976، مما يشير إلى نهاية عصر سجلات الوحدة. ^{[ 22 ]}

آي بي إم 421

• قائمة منتجات IBM §  آلات الجدولة، وآلات المحاسبة، والطابعات
• شركة آلات الجدولة البريطانية
• شركة باورز لآلات المحاسبة ، آلات باورز المحاسبية
• شركة باورز-ساماس لآلات المحاسبة المحدودة، والمعروفة أيضًا باسم "أك أند تاب".

للاطلاع على الاستخدام المبكر للجداول في الحسابات العلمية، انظر

• ليزلي كونري
• والاس جون إيكرت

• فيرهيلر، جورج أ. (2014). لا تطوِ، ولا تُلفّ، ولا تُشوّه: قصة "الثقب" في البطاقات المثقوبة (ملف PDF) . دار ستيوارت للنشر. رقم ISBN 978-1-894183-86-4تمت أرشفة النسخة الأصلية (PDF) بتاريخ 24-03-2016.كتاب سهل الفهم يضمّ ذكريات (مع بعض الأخطاء أحيانًا)، مصحوبًا بصور ووصف للعديد من آلات تسجيل البيانات. ويتناول فصل " كل شيء يُحسب" آلات الجدولة وآلات المحاسبة من شركة IBM.
• كيسترمان، ف. و. (صيف 1995). "الطريق إلى أول آلة حاسبة آلية تعمل بالتسلسل: آلة الجدولة DEHOMAG D 11 لعام 1935". حوليات تاريخ الحوسبة . 17 (2): 33-49 . doi : 10.1109/85.380270 .
• راندل، برايان، محرر. (1982). أصول الحواسيب الرقمية، أوراق مختارة، الطبعة الثالثة . سبرينغر-فيرلاغ. ISBN 0-387-11319-3. يحتوي الفصل الثالث، آلات الجدولة ، على مقتطفات من كتاب هوليريث عام 1889 بعنوان "نظام جدولة كهربائي" وكتاب كوفينال عام 1933 بعنوان " آلات الحساب: مبادئها وتطورها" .
• بلاك، إدوين (2001) شركة آي بي إم والمحرقة: التحالف الاستراتيجي بين ألمانيا النازية وأقوى شركة أمريكية ، دار نشر كراون، رقم ISBN 0-609-80899-0يُقدّم هذا الكتاب ، المدعوم بدقةٍ بالغةٍ بهوامشَ دقيقةٍ باستخدام 20,000 وثيقةٍ ورقيةٍ وبمشاركة أكثر من 100 باحث، مجموعةً من المعلومات المتفرقة من جميع أنحاء العالم، والتي تمّ إخفاؤها عمدًا لمنع كشف مدى تعاون رئيس شركة IBM، توماس ج. واتسون، مع النازيين لتحديد هوية اليهود، ومواقعهم، ومعرفة ممتلكاتهم الشخصية، والشركات التي يسيطرون عليها، وعقاراتهم، وأي شيءٍ آخر ذي قيمةٍ يمكن للنازيين الاستيلاء عليه. كما مكّنت آلات IBM الحاسبة من نقل ملايين اليهود إلى حتفهم في معسكرات الاعتقال باستخدام مئات الآلاف من عربات السكك الحديدية وأطنانٍ من الفحم، في عمليةٍ كانت مستحيلةً لولا شركة IBM. احتوت جميع معسكرات الاعتقال على مكاتب مخصصة لتشغيل وصيانة آلات IBM الحاسبة التي كانت تُسجّل عمر وجنس وطريقة وفاة كل سجين. تمّ تأجير هذه الآلات، بالإضافة إلى آلاتٍ أخرى استخدمها الجيش الألماني، للنازيين، ما شكّل أرباحًا طائلةً لشركة IBM بلغت ملايين الدولارات.

• كتيبات استخدام آلة المحاسبة من IBM