Den amerikanska konstitutionen kräver att en befolkningsräkning ska genomföras i början av varje decennium.

Denna folkräkning har alltid varit belastad med politisk betydelse, och fortsätter att vara. Det framgår av kontroversen om genomförandet av den kommande folkräkningen 2020.

Men det är mindre känt hur viktig folkräkningen har varit för att utveckla den amerikanska datorindustrin, en historia som jag berättar i min nya bok, "Republiken av siffror:oväntade berättelser om matematiska amerikaner genom historien."

Befolkningstillväxt

Den enda användningen av folkräkningen tydligt specificerad i konstitutionen är att fördela platser i representanthuset. Fler folkrika delstater får fler platser.

En minimalistisk tolkning av folkräkningsuppdraget skulle kräva rapportering endast av den totala befolkningen i varje stat. Men folkräkningen har aldrig begränsat sig till detta.

En komplicerande faktor dök upp redan i början, med grundlagens distinktion mellan "fria personer" och "tre femtedelar av alla andra personer". Detta var grundarnas ökända mjöliga kompromiss mellan de stater med ett stort antal förslavade personer och de stater där relativt få bodde.

Den första folkräkningen, år 1790, gjorde också icke-konstitutionellt obligatoriska distinktioner efter ålder och kön. Under de följande decennierna, många andra personliga egenskaper undersöktes också:yrkesstatus, civilstånd, utbildningsstatus, födelseort och så vidare.

När landet växte, varje folkräkning krävde större ansträngning än den förra, inte bara för att samla in uppgifterna utan också för att sammanställa dem till användbar form. Bearbetningen av 1880 års folkräkning avslutades inte förrän 1888.

Det hade blivit bedövande tråkigt, felbenägen, prästövningar av en omfattning som sällan skådats.

Eftersom befolkningen uppenbarligen fortsatte att växa i snabb takt, de med tillräcklig fantasi kunde förutse att bearbetningen av 1890 års folkräkning verkligen skulle vara fruktansvärd utan någon förändring i förfarandet.

En ny uppfinning

John Shaw Billings, en läkare som fått i uppdrag att bistå Census Office med att sammanställa hälsostatistik, hade noga observerat de enorma tabuleringsinsatser som krävdes för att hantera rådata från 1880. Han uttryckte sin oro för en ung maskiningenjör som hjälpte till med folkräkningen, Herman Hollerith, en nyutexaminerad från Columbia School of Mines.

Den 23 september 1884, US Patent Office spelade in en anmälan från den 24-åriga Hollerith, med titeln "Konsten att sammanställa statistik."

Genom att successivt förbättra idéerna i denna första inlämning, Hollerith skulle på ett avgörande sätt vinna en tävling 1889 för att förbättra behandlingen av 1890 års folkräkning.

De tekniska lösningarna som utarbetats av Hollerith involverade en svit av mekaniska och elektriska apparater. Den första avgörande innovationen var att översätta data på handskrivna folkräkningsblad till mönster av hål stansade i kort. Som Hollerith formulerade det, i 1889 års revidering av hans patentansökan,

"Ett hål slås alltså mot person, då är ett hål enligt person en man eller kvinna, annan inspelning oavsett om det är inrikes eller utrikes födda, en annan antingen vit eller färgad, etc."

Denna process krävde utveckling av speciella maskiner för att säkerställa att hål kunde stansas med noggrannhet och effektivitet.

Hollerith skapade sedan en maskin för att "läsa" kortet, genom att sondera kortet med nålar, så att endast där det fanns ett hål skulle stiftet passera genom kortet för att göra en elektrisk anslutning, resulterar i förväg om lämplig räknare.

Till exempel, om ett kort för en vit manlig bonde passerade genom maskinen, en räknare för var och en av dessa kategorier skulle ökas med en. Kortet gjordes tillräckligt robust för att tillåta passage genom kortläsmaskinen flera gånger, för att räkna olika kategorier eller kontrollera resultat.

Räkningen gick så snabbt att de stat-för-stat-nummer som behövdes för kongressfördelningen bekräftades före slutet av november 1890.

Ökning av hålkortet

Efter hans framgång i folkräkningen, Hollerith började sälja denna teknik. Företaget han grundade skulle, efter att han gick i pension, bli International Business Machines—IBM. IBM ledde vägen när det gäller att perfekta kortteknologin för att registrera och tabulera stora uppsättningar data för en mängd olika ändamål.

På 1930-talet, många företag använde kort för registerföringsprocedurer, såsom löner och lager. Vissa dataintensiva forskare, särskilt astronomer, tyckte också att korten var bekväma. IBM hade då standardiserat ett kort med 80 kolumner och hade utvecklat hålslagsmaskiner som inte skulle förändras mycket under årtionden.

Kortbehandling blev ett ben i den mäktiga datorindustrin som blomstrade efter andra världskriget, och IBM skulle för en tid vara det tredje största företaget i världen. Kortbehandling fungerade som en byggnadsställning för mycket snabbare och utrymmeseffektivare rent elektroniska datorer som nu dominerar, med få bevis kvar av den gamla regimen.

De som har vuxit upp med att bara känna datorer som lätta bärbara enheter, att kommuniceras med genom att trycka på ett finger eller till och med med röst, kanske inte är bekant med de rumstora datorerna på 1950- och 60-talen, där det primära sättet att ladda data och instruktioner var genom att skapa en kortlek på en tangentbordsmaskin, och sedan mata in kortleken i en kortläsare. Detta kvarstod som standardproceduren för många datorer långt in på 1980-talet.

Som datorpionjären Grace Murray Hopper mindes om sin tidiga karriär, "På den tiden, alla använde hålkort, och de trodde att de skulle använda hålkort för alltid."

Hopper hade varit en viktig medlem av teamet som skapade den första kommersiellt gångbara allmändatorn, den universella automatiska datorn, eller UNIVAC, en av kortläsarna. Lämpligt nog levererade den första UNIVAC, 1951, var till U.S. Census Bureau, fortfarande hungrig efter att förbättra sina databehandlingsmöjligheter.

Nej, datoranvändare skulle inte använda hålkort för alltid, men de använde dem genom Apollo Moon-landing-programmet och höjden av det kalla kriget. Hollerith skulle sannolikt ha känt igen de direkta ättlingarna till hans 1890-tals folkräkningsmaskineri nästan 100 år senare.

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.