Im Jahre 1880 wurde in den USA die alle zehn Jahre stattfindende große Volkszählung, der Census, durchgeführt - die umfangreichste, die das Land bis dahin gesehen hatte. Diese soll die Grundlage für die spätere Entstehung der IBM werden.

Von Hollerith zu IBM -
Herman Holleriths Tabelliermaschinen

Der Census 1880

Im Jahre 1880 wurde in den USA die alle zehn Jahre stattfindende große Volkszählung, der Census, durchgeführt - die umfangreichste, die das Land bis dahin gesehen hatte. Der Bürgerkrieg war seit 15 Jahren vorbei, die Landwirtschaft florierte, erste Industriebetriebe entstanden, und zahllose Auswanderer aus Europa suchten ihr Glück in der »Neuen Welt«. Der Census sollte dieser Entwicklung Rechnung tragen und erfaßte daher statt der bisher üblichen sieben Fragen nun über zweihundert Punkte, um möglichst genau über Stand, Besitz, Haushalt und Hautfarbe der schnell wachsenden Bevölkerung Auskunft zu geben. Die zentrale Auswertung in Washington erwies sich jedoch bald als sehr schwierig; sie erfolgte wie im alten Babylon durch einfaches Auszählen. Die Fragebögen trafen in Güterzügen aus dem ganzen Land ein - es war unmöglich, der Datenflut Herr zu werden, und die Ergebnisse sollten Jahre später noch nicht vorliegen.

Unter den Hunderten von Auswertern befand sich ein junger Ingenieur namens Herman Hollerith, angestellt als Sachbearbeiter zur Erstellung einer Statistik über »Dampf- und Wasserkraft in der Stahlindustrie«. Der Zwanzigjährige, der gerade das College-Studium abgeschlossen hatte, fiel dabei wegen besonderer Leistung auf und erhielt bald eine Gehaltserhöhung wegen »herausragender Effizienz«.

Aus seiner Kindheit gibt es wenig zu berichten: Geboren wurde er am 29.Februar 1860 als Kind deutscher Auswanderer aus der Pfalz. Sein Vater starb, als Herman sieben Jahre alt war. Auffällig wurde der Junge, als er sich im Alter von neun Jahren weigerte, weiter die Schule zu besuchen, denn die Rechtschreibung bereitete ihm große Schwierigkeiten. Seine Mutter stellte daraufhin seine Erziehung durch einen Privatlehrer sicher. Den College-Abschluß als Ingenieur erwarb er bereits mit 19 Jahren an der Columbia School of Mines in New York.

Ein Gespräch beim Geflügelsalat

Seine Arbeit für den Census hielt ihn jedoch nicht davon ab, intensiv am gesellschaftlichen Leben der Stadt teilzunehmen, ein Umstand, der sich, ebenso wie die Vorliebe Holleriths für Geflügelsalat, für die Geschichte der maschinellen Datenverarbeitung als wichtig erweisen sollte: Bei einem der Kalten Bufets im örtlichen Bootsclub machte Herman Hollerith die Bekanntschaft einer jungen Dame, die ihn schließlich einlud, bei ihr zu Hause den Geflügelsalat ihrer Mutter zu kosten. So verbrachte Hollerith einen Abend im Hause von Dr. John Shaw Billings, dem verantwortlichen Mann für die Erstellung der Sterblichkeitsstatistik im Census-Büro. Es war jener Dr. Billings, der Hollerith den Anstoß gab, sich Gedanken über eine Maschine zur Auszählung des Census zu machen. Hollerith nahm diese Idee dankbar auf, denn als junger Ingenieur und Tüftler war er zwar voller Tatendrang, jedoch, ähnlich wie der junge Konrad Zuse, immer auf der Suche nach sinnvollen Anwendungen für seine Erfindungen.

Anders als Zuse plagten Hollerith jedoch Geldsorgen; nach seiner Anstellung für den Census hielt er einen Kurs am MIT, arbeitete kurze Zeit im Patentamt und entwickelte eine elektrische Zugbremsensteuerung. Zwar war keine dieser Tätigkeiten übermäßig erfolgreich; sie brachten ihm jedoch Erfahrungen, die für seinen späteren Erfolg mit den Tabelliermaschinen wichtig waren.

Während dieser Zeit machte sich Hollerith bereits Gedanken über eine Zählmaschine. Seine erste Idee, die Censusdaten hintereinander in einen langen Papierstreifen einzulochen, verwarf er aus praktischen Gründen bald wieder, denn »man müßte mehrere Meilen Papier durchlaufen lassen, nur um ein paar Chinesen zu zählen.« [2]

Die »Loch-Photographie«

Der Durchbruch kam mit der Idee, statt eines Lochstreifens viele Pappkarten zu verwenden, von denen jede einzelne durch ausgestanzte Löcher an geeigneten Stellen die Daten einer Person erfaßte.

Das Prinzip der Lochkarte war dabei keine Erfindung Holleriths; sie wurden schon seit langem zur Steuerung der Jacquard-Webstühle verwendet, die ihm auch bekannt waren. Inspiriert dazu hatte ihn nach eigener Aussage ein Trick, den Eisenbahnschaffner benutzten: Sie lochten die Fahrkarten an bestimmten Stellen, um gewisse Merkmale eines Passagiers, wie Geschlecht und Hautfarbe, festzuhalten und so eine mehrfache Benutzung des Tickets durch verschiedene Personen auszuschließen. Auf diese Weise kam Hollerith auf die Idee, mit einer solchen Karte eine »Loch-Photographie« einer Person herzustellen, die wie eine echte Photographie alle charakteristischen Merkmale enthielt. Als begeisterter Photograph verglich er auch später noch eine Volkszählung mit einem Photo: Der Tag der Zählung war die Belichtung eines Negativs, und die Auswertung entsprach der Entwicklung der Aufnahme, bei der dann das Ergebnis und einzelne Details sichtbar wurden. [16]

Holleriths »Elektrisches Tabelliersystem«

Im Jahre 1887 präsentierte Herman Hollerith sein »Elektrisches Tabelliersystem«, bestehend aus Lochkarten, einem Kartenlocher, einer Stiftbox als Kartenleser, elektromagnetischen Zähluhren und einem Sortierkasten.

Das Prinzip der Erfindung bestach durch seine Einfachheit: Die Daten eines Fragebogens wurden mit Hilfe des Kartenlochers und einer Schablone auf eine Lochkarte übertragen. Dabei wurden Zahlenwerte nicht numerisch kodiert, sondern lediglich durch ein bestimmtes Feld dargestellt (so gab es zum Beispiel einzelne Felder für die verschiedenen Altersgruppen). Eine fertig gelochte Karte wurde dann von Hand in die Stiftbox eingelegt und deren Hebel geschlossen. Im Innern befanden sich an jeder vorgesehenen Lochposition ein Stift, der von oben her auf die Karte drückte. War eine Stelle nicht gelocht, wurde der Stift blockiert; bei einem Loch dagegen fiel er durch, tauchte in darunterliegendes Quecksilber und schloß so einen Kontakt, der dann eine der vierzig Zähluhren weiterschaltete. Gleichzeitig öffnete sich ein Fach des Sortierkastens, in das die Karte, auch wieder von Hand, eingelegt wurde.

Genial wurde Holleriths Erfindung durch ihre Flexibilität: Durch entsprechende Verdrahtung der Relais konnten Holleriths Zählmaschinen den Bedürfnissen der Auswertung angepaßt werden, was bereits eine einfache Form der »Programmierbarkeit« darstellte. Außerdem war es durch geeignete Verschaltung möglich, mit einer Zähluhr mehrere Eigenschaften zu zählen, die gleichzeitig zutreffen mußten, beispielsweise alle männlichen Schwarzen im Alter von 20-30 Jahren. Ein weiterer Vorteil war die Möglichkeit der Mehrfachauswertung: Durch den Sortierkasten konnten vorsortierte Karten erneut nach anderen Kriterien ausgezählt werden. Auf diese Weise war es möglich, die Daten beliebig genau aufzuschlüsseln und auszuwerten.

Der Census 1890

Die Tests im Vorfeld des Census für des Jahr 1890 kann man als erste »Benchmarks« der Geschichte bezeichnen: Es gab zwei Mitbewerber, die jeweils farbige Karten verwendeten, die von Hand sortiert und gezählt werden mußten. Bei einem Vergleichstest schlug das Hollerith-System seine beiden Konkurrenten um Längen, sowohl was Geschwindigkeit als auch was Genauigkeit der Auswertung anbelangte.

Beim ersten großen Einsatz, dem Census des Jahres 1890, übertraf das Hollerith-System sogar die kühnsten Erwartungen: Nach nur sechs Wochen lag eine erste grobe Auswertung der Daten vor, schon im Dezember desselben Jahres, zwei Jahre früher als geplant, konnte das offizielle Endergebnis bekanntgegeben werden (die Vereinigten Staaten zählten 62.622.250 Einwohner). Statt wie erwartet einer halben Million wurden 5 Millionen Dollar an Kosten für den Census gespart. Bei soviel Erfolg gab es auch einige Neider. So wurde von einigen Seiten Genauigkeit der Zählung angezweifelt, denn man hatte eigentlich mindestens 65 Millionen Einwohner erwartet. [2].

Im »Electric Engineer« von 1891 war zu lesen: »Dieser Apparat arbeitet unfehlbar wie die Mühlen Gottes, aber er schlägt sie glatt in bezug auf die Geschwindigkeit.« [2].

Für die 2000 an der Auszählung Beteiligten (zumeist Frauen) waren die Maschinen jedoch nicht unbedingt eine Arbeitserleichterung. Waren die bisherigen Volkszählungen eher ein gemütlicher Nebenjob (man hatte ja mehrere Jahre Zeit), mußte nun fast rund um die Uhr gearbeitet werden. Jede Stunde, die eine Maschine stillstand oder ausfiel, war ein Verlust. Häufigste Ursache für eine »Reparatur« war fehlendes Quecksilber - um eine kleine Pause zu haben, wurde es des öfteren heimlich ausgegossen.

Nachdem einige Jahre zuvor die Produktion von Gütern industrialisiert worden war, bedeuteten Holleriths Tabelliermaschinen eine Industrialisierung der Informationsverarbeitung.

Vermarktung der Hollerith-Maschinen

Neu an Holleriths Lochkartensystem war nicht nur die Arbeitsweise, sondern auch die Art der Vermarktung, die mehr als drei Jahrzehnte später von der Firma IBM fast unverändert übernommen werden sollte. Hollerith hatte der Censusbehörde 56 Maschinen leihweise zur Verfügung gestellt, eine für die damalige Zeit äußerst ungewöhnliche Praxis. Er spekulierte ganz richtig darauf, daß sich das System der Lochkarte, wenn es erst einmal etabliert war, schnell als unentbehrlich für die Behörden erweisen würde, und die Geräte deshalb über viele Jahre und Jahrzehnte hinweg benutzt werden würden. Der Mietpreis von zunächst $1000 pro Jahr und Maschine (später sogar nur $500) war niedrig genug, um die Anschaffung des revolutionären Systems für den Census rentabel zu machen; ein Servicevertrag war überdies bereits inbegriffen. Der findige Ingenieur konnte manche Geräte mehrmals vermieten, da nicht alle Maschinen immer in Gebrauch waren.

Die eigentlich lukrative Einnahmequelle waren jedoch die Lochkarten: Sie wurden in riesigen Stückzahlen benötigt; da sie nicht wiederverwendet werden konnten, sorgten sie für stetige Einnahmen (eine ähnliche Strategie verfolgte King Gilette: Seine Rasierapparate wurden unter Selbstkostenpreis verkauft, da die zugehörigen Rasierklingen genügend Gewinn abwarfen. [16]).

Der Herstellungspreis für 1000 Lochkarten betrug 30 Cent, verkauft wurden sie für knapp $1 pro Tausend; später wurden die Maschinen sogar kostenlos zur Verfügung gestellt.

Kommerzielle Anwendung

Bis zur Jahrhundertwende exportierte Hollerith seine Maschinen nach Europa: Italien, Norwegen, Österreich und das riesige russische Zarenreich übernahmen seine Erfindung. In Deutschland allerdings stieß das System zunächst auf Ablehnung. Die zuständige Behörde in Berlin, die zur Volkszählung etwa eintausend Arbeitslose und Invaliden als Hilfsarbeiter beschäftigte, führte vor allem soziale Gründe an:

»Wenn unsere Reichsregierung heutzutage mit allen Kräften darauf denkt und dahin zu wirken sucht, daß man nach Möglichkeit derartigen Opfern der Arbeitslosigkeit hilft (...), dann scheint es mir auch unserer Pflicht entgegen zu sein, eine mechanische Maschine Menschen vorzuziehen und vielleicht eines entbehrlichen Mehrgewinns an gewissen Einzelheiten und Kombinationen wegen eine sehr bedeutende Summe jährlich nicht in der Weise zu verwenden, wie sie von jenen sozialpolitischen Gesichtspunkten aus verwendet werden müßte.« Polytechnisches Zentralblatt 1896, [8]

Im Jahre 1910 übernahmen jedoch auch die Deutschen Holleriths Lochkartensystem, und noch im gleichen Jahr wurde die »Deutsche Hollerith-Maschinen Gesellschaft mbH« (DEHOMAG) gegründet. Im Jahre 1949 ging daraus IBM-Deutschland hervor.

Hollerith erkannte schnell, daß seine Erfindung nicht allein für Volkszählungen eingesetzt werden konnte. Die Industrialisierung der Betriebe nahm zu, immer mehr Produkte wurden in Massenproduktion hergestellt. Als Folge fielen mehr und mehr Daten an, die ohne Unterstützung durch Maschinen nicht mehr effizient verarbeitet werden konnten: Eisenbahngesellschaften hatten ihre Frachten zu verwalten, Versicherungen ihre Kunden, Fabriken ihre Aufträge, Löhne, Lager und Kosten. Hollerith entwickelte weitere Maschinen gezielt nach den Bedürfnissen dieser Betriebe und Institutionen und konnte so, nach einigen anfänglichen Akzeptanzschwierigkeiten, sein Lochkartensystem erfolgreich vermarkten. Die Notwendigkeit, Daten mit Hilfe von Maschinen zu verarbeiten, ist somit eine direkte Folge der Industrialisierung.

Technische Neuerungen

Nach dem großen Erfolg beim Census 1890 entwickelte Hollerith sein System weiter: Auf den Lochkarten führte die dezimale Zahlenkodierung ein (mit Spalten für die Zehnerpotenzen) und stattete seine Maschinen mit Addierwerken aus, die nach dem Zählradprinzip von Leibniz arbeiteten und stellenparallel addierten; die Flexibilität steigerte er durch den Einsatz von Schalttafeln, auf denen durch Steckkontakte die Arbeitweise der Maschine definiert wurde; außerdem entwickelte er eine Druckausgabe. So wurde aus der Tabelliermaschine (tabulating machine), die lediglich zählen konnte, die sogenannte Buchungsmaschine (accounting machine).

Auch beim Census im Jahre 1900 wurden Hollerith-Maschinen verwendet. Wenige Jahre später präsentierte Hollerith eine weitere Neuerung: die automatische Ablaufsteuerung. Die Karten wurden von der Maschine selbständig von einem Stapel eingezogen, ausgewertet und sortiert. Zum ersten Mal steuerte hier die Lochkarte selbst und nicht der Mensch den Ablauf. Die Verarbeitungsgeschwindigkeit wurde so auf 400 Karten pro Minute gesteigert, was die Effizienz der Maschinen (und den Bedarf an Lochkarten) beträchtlich erhöhte.

Im Jahre 1905 fiel Herman Hollerith bei den staatlichen Stellen in Ungnade - es gab Unstimmigkeiten über Preis und Patente, außerdem war er wegen seiner Hitzköpfigkeit bekannt; der Erfinder war von seinem Staat maßlos enttäuscht, ganz ähnlich wie vor ihm Charles Babbage in England. Der Census 1910 wurde mit Maschinen seines Konkurrenten James Powers durchgeführt, dessen Firma fast ein halbes Jahrhundert eine Konkurrenz bleiben sollte. Hollerith konnte sich nun jedoch ganz auf die kommerzielle Anwendung seines System konzentrieren.

Firmenentwicklung

Zur Vermarktung seiner Erfindung hatte er 1896 die »Tabulating Machine Company« gegründet (seinen ersten Mitarbeiter, den fünfzehnjährigen Büroboten Otto Breitmeyer, hatte er bereits einige Jahre zuvor angestellt. Bei seiner Pensionierung war Breitmeyer Vizepräsident bei IBM. [2]). Der große Erfolg seiner Firma zeigt, daß seine Maschinen genau die Bedürfnisse der Betriebe trafen. Hollerith kommt somit nicht nur das Verdienst zu, die Datenverarbeitung mechanisiert zu haben; er war es auch, der sie kommerziell nutzbar machte und zu einer eigenen Industrie ausbaute.

Die »Tabulating Machine Company« leitete er (wie seine Familie) als autoritäres, aber auch großzügiges Oberhaupt; er bestand darauf, fast alle Entscheidungen persönlich zu treffen, und auch die technischen Entwicklungen lagen fast ausschließlich in seiner Hand. Mit zunehmender Größe wuchs ihm die schnell expandierende Firma jedoch mehr und mehr über den Kopf, so daß er sich im Jahre 1911 entschloß, sie zu verkaufen.

Mit den Hollerith-Maschinen konkurrierte das Tabelliersystem von James Powers; seine Maschinen funktionierten nach demselben Prinzip, waren jedoch billiger. Diese Konkurrenz bestand über drei Generationen weiter: Das Nachfolgeunternehmen von Powers Firma, »Remington-Rand«, war in den dreißiger Jahren IBMs schärfster Konkurrent auf dem Schreibmaschinenmarkt, und in den fünfziger Jahren (als »Sperry-Rand«) auf dem Gebiet der frühen Computer.

Nachdem Hollerith noch einige Jahre als Berater für C-T-R tätig gewesen war, zog er sich später ganz aufs Land zurück und widmete sich ausschließlich seiner Familie und seinen Hobbies: Mit der gleichen Gründlichkeit und Entschlossenheit, mit der er seine Firma aufgebaut hatte, züchtete er nun Kälber, sammelte Boote, konstruierte und errichtete Scheunen, Schuppen und Vogelhäuser auf seiner Farm. Weitgehend unbeachtet von der öffentlichkeit starb Herman Hollerith am 15. November 1929 im Alter von 69 Jahren.