Back to all Post

Prvi računalniki v Sloveniji, 1. del – računski stroji v javnih ustanovah

Nadaljujemo s serijo objav iz zgodovine računalništva v Sloveniji, ki je rezultat izvirnih raziskav kustodiata Računalniškega muzeja. 

Pregled vsebine:

  • Računski stroji, pred-generacija računalnikov
  • Elektromehanski releji
  • Obdelava podatkov po sistemu luknjanih kartic
  • Herman Hollerith
  • Zavod za statistiko in evidenco Ljubljana
  • Narodna banka Ljubljana
  • SDK Služba družbenega knjigovodstva Ljubljana

S tokratna objavo usmerjamo pogled v štirideseta in petdeseta leta, na tehnologijo računskih strojev in z njimi povezano avtomatsko obdelavo podatkov na principu luknjanih kartic. Ta kot neposredna predhodnica elektronskih računalnikov predstavlja prvi resen prodor industrijske revolucije devetnajstega stoletja tudi na področje administracije, predvsem v informacijsko intenzivni dejavnosti statistike in bančništva. Za obvladovanje gospodarstva in družbe je bila namreč potrebna obdelava in interpretacija vedno večje količine podatkov, ki jim ročno ni bilo več mogoče slediti. To pa ni bil le prvi napredek v avtomatizaciji in mehanizaciji administracije in poslovanja, temveč tudi začetek radikalnega preoblikovanja družbe, človeka in sveta, ki ga običajno imenujemo digitalna revolucija.

Računski stroji, pred-generacija računalnikov

Preden so se pojavili prvi pravi računalniki so predvsem v računovodski in poslovni, delno pa tudi v znanstveni obdelavi podatkov vse od začetka dvajsetega stoletja kraljevali računski stroji. Pogosto imenovani tudi mehanografski stroji, holleritovi stroji, kalkulatorji, zelo pogosto pa klasične računalniške garniture, so delovali po principu luknjanih kartic, zgrajeni pa so bili na osnovi elektromehanskih sredstev, v prvi vrsti elektromehanskih relejev in velikega števila zapletenih mehanskih vzvodov.

Ti računski stroji so po moderni računalniški taksonomiji opredeljeni tudi kot računalniki generacije nič ali pred-generacija računalnikov in običajno zajemajo tudi določene druge zgodovinske poskuse avtomatizacije računanja z mehanskimi sredstvi (kot so bili kalkulatorji Blaise-a Pascal-a in Gotfried-a Liebniz-a, aritmometri Thomas-a de Colmar-ja, diferencialni in analitični stroj Charles-a Babbage-a itd.). (W/01, W/05, W/09, WIKI/01)

Notranjost tipičnega relejskega računskega stroja IBM iz petdesetih let. Norsk Teknisk Museum, Oslo (CC BY-SA 4.0)

Elektromehanski releji

Elektromehanski releji so bili razviti sredi devetnajstega stoletja in sprva uporabljeni v telegrafih, kasneje pa so omogočili tudi razvoj različnih naprav za nadzor avtomatiziranih sistemov v razvijajoči industrijski proizvodnji. Uporabljali so se na primer za izdelavo avtomatskih telefonskih central in radijskih oddajnikov.

Releji so pravzaprav elektromehanska stikala. Električni tok povzroči premik mehanskega dela releja, kar posledično vzpostavi ali prekine električno povezavo. Iz relejev so bili sestavljeni tudi vsi osnovni elementi klasičnih računskih strojev od prvega Holleritovega tabulatorja leta 1890 naprej, tako njihovi spominski elementi imenovani števci in akumulatorji, kot tudi njihovi logični elementi, ki so omogočali izvajanje osnovnih aritmetičnih operacij. (W/20a, WIKI-02)

Uporaba relejev pri razvoju prvih pravih računalnikov

Releje so nato že konec tridesetih let nekateri znanstveniki začeli uporabljati tudi za izgradnjo univerzalnih logičnih sestavov po principu Boolove dvo-vrednostne logike, iz teh pa so nastali tudi prvi poskusi pravih univerzalnih računalnikov. Prvič je releje v računalništvu uporabil George Stibitz, ki je nato v štiridesetih razvil več različnih relejskih računalnikov, uspešno pa sta jih razvijala v tem času tudi Konrad Zuse in predvsem Howard Aiken, ki je zasnoval računalnik Harvard Mark 1 po zgledu analitičnega mehanizma Charles-a Babbage-a.

Po delu George-a Stibitz-a so tudi na Oddelku za šibki tok(elektroniko) na naši FE Fakulteti za elektrotehniko konec petdesetih začeli razvijati svoje prve lastne računalniške sestavne dele (več o tem pa v četrtem delu). Elektromehanske elemente so tako v računalnikih kot v računskih strojih v sredini štiridesetih sicer že začeli nadomeščati elektronski elementi, sprva predvsem vakuumske elektronke oziroma triode kot prvi aktivni elektronski elementi. (FE/01, W/09, W/20a, WIKI-03)

Primer zgodnjega eksperimentalnega relejskega računalnika BARK iz Švedske, 1951. Tekniska museet, Stockholm (CC Public domain)

Razlika med računskimi stroji in računalniki (z notranjim programom)

Kljub temu, da se računski stroji pogosto navajajo v istem kontekstu kot računalniki in se imenujejo klasične ‘računalniške’ garniture, je med njimi in pravimi računalniki (bodisi elektronskimi, bodisi relejskimi) bistvena kvalitativna razlika.

Prva je izrazita razlika v količini in vrsti spominskih kapacitet, druga pa je univerzalni sestav pravih računalnikov, ki uvaja strojno razdelitev na aritmetično-logično, kontrolno in spominsko enoto računalnika. Takšen ustroj pravih računalnikov se pogosto imenuje tudi koncept računalnika z notranjim programom ali Von Neumannova arhitektura/model (po njenem predlagatelju). Računalniki z notranjim programom po definiciji v svoji spominski enoti shranjujejo tako podatke kot tudi navodila programa, po katerem delujejo, medtem ko so računski stroji lahko hranili v svojih akumulatorjih le do nekaj deset števil omejene dolžine, omejeno število navodil za njihovo delovanje pa je bilo potrebno sproti strojno določiti z ožičenjem.

Kljub tem bistvenim razlikam obstaja med računskimi stroji in pravimi računalniki neprekinjena razvojna povezava, ki jih postavlja v skupno območje. Ena izmed teh povezav je zajem podatkov v obliki luknjanih kartic, druga pa je sam princip avtomatizacije računskih postopkov oziroma obdelave podatkov. (62/09, 63/02, 65/12, W/09, WIKI/04)

Nadzorna plošča računskega stroja prek katere je programer določil postopek željene obdelave. Norsk Teknisk Museum, Oslo (CC BY-SA 4.0)
$> V muzeju hranimo dve takšni nadzorni plošči IBM računskega stroja. Žal še ne vemo odkod sta prišli, zagotovo pa pripadata enemu izmed prvih računskih strojev v Sloveniji.

Klasične računalniške garniture in sistem luknjanih kartic

Sisteme za obdelavo na principu luknjanih kartic so tvorile garniture strojev z različnimi funkcijami in stopnjami avtomatizacije. Imenujemo jih tudi klasične ali konvencionalne računalniške garniture. Luknjane kartice so v teh garniturah služile kot osnovni medij za shranjevanje in prenašanje podatkov. Ko so bili podatki s pomočjo luknjalnika enkrat zajeti v obliki luknjanih kartic, so se lahko uporabili za večkratno obdelavo in izdelavo pregledov, evidenc in tabel. Standardne kartice IBM so imele 12×80 polj s pomočjo katerih je bilo mogoče z različnimi kombinacijami luknjic predstaviti vse številčne in črkovne simbole.

Standardna IBM kartica z 12×80 polji. Norsk Teknisk Museum, Oslo (CC BY-SA 4.0)
$> Takšne kartice lahko vidite v našem oddelku za shranjevanje podatkov.

Vzorčna shema obdelave je bila naslednja: V pripravljalni fazi se je poleg luknjalnika za vnos podatkov uporabljala še verificirka za preverjanje pravilnosti zapisa podatka, duplicirka s katero je bilo možno kartice podvojevati in interpretirka s katero je bilo možno določeno luknjano kartico prevesti v čitljivo obliko/dokument. Pred obdelavo se je s sortirko in mešalko kartice s podatki lahko preuredilo ali prerazporedilo po željenem vrstnem redu ali določenem kriteriju. Čitalnik računskega stroja je nato prebiral določene podatke zapisane na seriji luknjanih kartic in po navodilu operaterja na podatkih izvajal računske operacije, rezultate pa na koncu naluknjal na kartice. Tabelirka je kot glavni stroj garniture v zaključni fazi obdelave te rezultate povzela in izpisala v obliki številčnih in črkovnih podatkov na vnaprej predvidenih obrazcih ali tabelah.

Preden so se v štiridesetih začeli izdelovati ločeni bolj zmogljivi računski stroji so poleg izpisovanja rezultatov tudi vse računske operacije opravljale tabelirke same. V tistem času sta bila izraza tabelirka in tabulator sinonimna z izrazom računski stroj. (57/01, 62/09, 65/12, 66/03a, 66/13, 72/19, W/10a, W/10b)

Herman Hollerith

Prvič je bil tak sistem luknjanih kartic uporabljen pri popisu prebivalstva 1890 v ZDA. Vsi podatki popisa so se takrat obdelali na takem tabulatorju ali tabelirki, elektromehanskem računskem stroju, ki ga je v tem času prav za izvedbo popisa prebivalstva izumil Herman Hollerith ter patentiral tudi ustrezen sistem luknjanih kartic. Statistična služba je bila poleg bančnega poslovanja ena izmed prvih podatkovno intenzivnih družbenih dejavnosti zato ni presenečenje, da je ravno ta sprožila izum računskih strojev in konceptov avtomatične obdelave podatkov.

Nov sistem obdelave podatkov je občutno skrajšal in olajšal izvedbo popisa, pa tudi nekaterih drugih novosti, ki so se v tem času uvedle v ZDA, na primer splošne evidence zaposlenih in podobno. Holleritovi stroji so uspešno opravili svojo nalogo in nekaj let kasneje so te stroje začeli za popise prebivalstva uporabljati tudi v več evropskih državah (v Italiji, Nemčiji, Avstriji, Franciji in na Norveškem).

Na podlagi tega istega osnovnega principa se je nato več desetletij sistem dopolnjeval in razvijal do svoje klasične oblike kot jo poznamo iz štiridesetih in petdesetih let. Postopno so garniture vključevale vse več specializiranih strojev, funkcij in avtomatiziranih procesov, stroji pa so z razvojem elektronike postopno vključevali tudi nove elektronske komponente. (57/01, 66/03, W/01, W/02, WIKI/06)

Izgled običajnega IBM centra za obdelavo podatkov iz petdesetih let s kompletno garnituro strojev. Norsk Teknisk Museum, Oslo (CC BY-SA 4.0)

Zavod za Statistiko in evidenco Ljubljana

Tudi pri nas so eno izmed prvih klasičnih garnitur znamke IBM kupili leta 1952 v Republiškem zavodu za statistiko in evidenco. Najverjetneje so imeli v Zavodu eno izmed garnitur IBM s stroji iz serije 400 in 600, ki so jih izdelovali v tridesetih in štiridesetih letih in so bile v tem času zelo razširjene. Uporabljale so se praktično po vsem svetu, podjetju pa so prinašale velike dobičke, večinoma iz naslova najemnin. V štiridesetih je IBM namreč oddajal že več kot 10.000 tabulatorjev, pa tudi 25.000 luknjalnikov. Omenjajo le, da naj bi garnitura v Zavodu za statistiko in evidenco vsebovala verificirko in tabelirko, za tako obsežno uporabo kot je statistična pa so imeli prav gotovo tudi druge stroje: sortirko, mešalko in celo vrsto luknjalnikov za zajemanje podatkov.

Podobne stroje na principu luknjanih kartic so poleg IBM v tem času sicer izdelovali tudi v ameriškem podjetju Remington Rand, v angleškem podjetju Powers-Samas in francoskem podjetju Bull, vendar so imeli vsi ti zelo majhen tržni delež v primerjavi z IBM-ovim. Pri nas so IBM naprave še posebej prevladovale in so predstavljale več kot 80% vseh garnitur nameščenih do sredine šestdesetih. (STAT/01, WIKI/01, WIKI/06)

Prazgodovina obdelave

Prvi poskusi strojne obdelave podatkov po sistemu luknjanih kartic v Jugoslaviji sicer segajo že v čas pred drugo svetovno vojno, pravi razmah statistične in industrijske evidence pa se je pričel šele po vojni. V večjem obsegu je bil tak sistem obdelave uporabljen pri popisu prebivalstva v Jugoslaviji leta 1948. Nekateri statistični zavodi naj bi takrat naprave obdržali tudi po popisu in na njih opravljali večji del statistične službe. Tudi Narodne banke po republikah naj bi imele te stroje, vendar so jih sprva izkoriščali le za razne interne evidence, ne pa za tekoče poslovanje. (57/01, FLRJ/01)

Statistični letopis in RSNZ

Leta 1953 so v Zavodu za statistiko in evidenco s pomočjo njihove klasične računalniške garniture izdali prvi Statistični letopis. Z napredkom strojne obdelave podatkov so se predvsem v šestdesetih letih popisi gospodarske dejavnosti pri nas vršili vse pogosteje. 1961 je bil izveden tudi nov popis prebivalstva, začela pa se je uvajati tudi računalniška obdelava zemljiškega katastra. Na njihovem sistemu je od 1957 do 1961 poskusno obdeloval statistične podatke tudi RSNZ Republiški sekretariat za notranje zadeve. Najprej podatke iz kartoteke kaznivih dejanj in prometnih nesreč nato pa še nekaj drugih evidenc. Poskusna obdelava se je obnesla, zato so si pri RSNZ leta 1961 priskrbeli lasten komplet IBM strojev, ki so jih leta 1963 tudi odkupili. (STAT/01, MNZ/01)

Luknjačice v ločenem prostoru zajemajo podatke za obdelavo na luknjane kartice. Norsk Teknisk Museum, Oslo (CC BY-SA 4.0)
$> V muzeju hranimo luknjalnik IBM 011, ki se je uporabljal v tem času.

Začetki v Narodni banki Ljubljana

Obdelavo podatkov so v Republiški centrali Narodne banke v Ljubljani na klasičnih računskih strojih IBM opravljali že pred letom 1955, ko je bila uvedena tako imenovana avtomatizacija knjiženja družbene evidence. Družbeni kontroli je bil takrat podvržen ves plačilni promet gospodarstva v državi. Garnitura v Narodni banki menda ni imela ločenega računskega stroja in je za obdelavo podatkov uporabljala klasično tabelirko IBM serije 400. Razen malih hranilnic in Jugoslovanske izvozno-kreditne banke so bile v tem času vse banke še vedno združene pod Narodno banko, po letu 1955 pa so bile v Sloveniji ustanovljene še nove komunalne banke. Komunalna banka v Ljubljani je bila menda ob ustanovitvi prav tako opremljena z računskimi stroji. (61/07, 61//08, FLRJ/01)

Modernizacija v Narodni banki Ljubljana

Narodna banka, predvsem podružnica v Sloveniji, si je več let prizadevala, da bi v celoti mehanizirala obdelavo bančnega poslovanja. Leta 1961 so ustanovili Knjigovodski center sedmih ljubljanskih podružnic Narodne banke, ki je na enem mestu mehanizirano pripravljala vse bančne podatke za Ljubljano na računovodskih strojih srednje mehanografije. Tako pripravljeni podatki so nato omogočali nadaljnjo obdelavo na klasičnih računskih strojih IBM, ki so jih imeli v republiški centrali v Ljubljani.

V začetku šestdesetih so po zgledu drugih evropskih držav v Narodni banki sicer že načrtovali zamenjavo klasičnih garnitur z elektronskim sistemom IBM 1401. Ta se je v tem času uvajal v bankah po celotni Evropi. Samo v letih 1961/62 je bilo menda v banke vpeljanih kar 160 takih računalnikov, večina v Nemčiji, Franciji in Italiji. Elektronski računalnik IBM 1401 naj bi občutno izboljšal in olajšal končno obdelavo, ki jo je Narodna banka takrat izvajala v elektronskem centru v Beogradu na računalniku IBM 705, ni pa jasno, če je do nakupa tega računalnika v Ljubljani dejansko prišlo in kdaj. (61/07, FLRJ/01)

Tipična manjša enota za obdelavo podatkov s tabelirko IBM 421, mešalko in sortirko v ozadjo. Oslo Museum, Oslo; Wilhelm Råger (CC BY-SA 4.0)

SDK Služba družbenega knjigovodstva Ljubljana

Med javnimi službami je imela veliko potrebo po uporabi strojnega knjiženja in računalniških sistemov seveda tudi SDK Služba družbenega knjigovodstva, ki je bila izločena iz Narodne banke v letu 1962 z izrecno nalogo opravljanja kontrole in evidence nad notranjim plačilnim prometom.

Za obdelavo periodičnih in zaključnih računov so v ljubljanski centrali SDK leta 1964 namestili prvo klasično računalniško garnituro proizvajalca UNIVAC s sortirko, tabelirko in več luknjalniki kartic. UNIVAC 1004 je bil takrat povsem nov elektronski računski stroj z možnostjo uporabe programov na luknjanih karticah. Oddelek za plačilni promet je pripravil dokumente za knjiženje vsak dan do 17 ure, nato pa je sledilo mukotrpno delo obdelave podatkov, ki je ob napakah včasih lahko trajala tudi do naslednjega jutra. Prostori SDK so bili menda vedno polni vozičkov z luknjanimi karticami.

Ta sistem obdelave so uporabljali skoraj deset let, dokler se ni obseg prometa tako povečal, da obdelave praktično ni bilo več mogoče opravit drugače kot z novim elektronskim računalnikom. (SRS/01, SDK/01, 66/11, 66/15, 69/38)

Uporaba računalnikov in računskih strojev

V Evropi v petdesetih računski stroji še niso bili zelo razširjeni, saj so se tako kot pri nas v večjem številu pojavili šele po letu 1955. Cene, oziroma najemnine, za tiste, ki so takrat do teh strojev sploh lahko prišli pa so bile zelo visoke. Uporaba računskih strojev, oziroma mehanografija, je bila izredno zahtevna in zaradi pomanjkanja znanja še posebej pri nas zelo omejena. Računski stroji so sicer do petdesetih let že sprejeli toliko programskih konceptov, da se je delo na njih odvijalo avtomatično in je bilo z njimi mogoče reševati tudi bolj zahtevne matematične probleme, vendar je to zahtevalo veliko truda in predvem znanja, saj je bil običajen način programiranja prek ožičenja nadzornih plošč in načrtovanja toka podatkov zelo zapleten.

Pravi elektronski in relejski računalniki so se, razen redkih izjem, v petdesetih šele pojavili in prav tako niso bili splošno dostopni in poznani. Njihova uporaba je bila omejena na znanstveno-raziskovalne laboratorije na univerzah in v določenih segmentih industrije kot so letalska, avtomobilska in vojaška industrija, predvsem v Združenih državah, kjer naj bi bilo leta 1955 že 100 računalnikov. V Evropi je do leta 1960 obstajalo le nekaj pravih računalnikov, pojavilo pa se je tudi nekaj posameznih poskusov izgradnje relejskih računalnikov v Angliji (Bombe), v Nemčiji (Z1,2,3,4) na Švedskem (BARK), Nizozemskem (ARRA) in Češkem (SAPO), ter nekaj posameznih poskusov izgradnje elektronskih računalnikov v Nemčiji (Zuse Z22), v Franciji, na Poljskem in v Jugoslaviji (CER-10, o njem več v tretjem delu). Daljšo zgodovino izgradnje elektronskih računalnikov v Evropi je imela v tem času le Anglija (Colossus, Manchester Mark 1, EDSAC, ACE, Leo 1, Ferranti Mark 1, Mancshester TC, DEUCE..). (57/01, 64/07, 64/10, 65/01, 66/04, 66/13, WIKI/01, WIKI/07, W/08)

.. zbral in sestavil Miha Urh

Sledi

V naslednji objavi si lahko preberete o pionirjih uvajanja obdelave podatkov v gospodarstvu in o značilnih izzivih s katerimi so se soočali. Računalniška kultura se je do druge polovice šestdesetih širila s težavo in počasi. Do leta 1966 je z obdelavo na računskih strojih začelo manj kot 20 podjetij. Izziv so sprva sprejela naša najbolj uspešna podjetja, ki so začela spoznavati vrednost in potrebo modernizacije upravljanja. Ustanavljala so tako samostojne enote kot tudi skupne centre in javne servise.

Viri

57/01 : Jeseniški Železar 1957 006 (LINK) | 61/07 : Delo (29.07.1961, letnik 3, številka 205) (LINK) | 61/08 : Delo (01.10.1961, letnik 3, številka 269) in Delo (17.05.1961, letnik 3, številka 133) (LINK,LINK) | 62/09 : Problemi(1962/1963, letnik 1, številka 6) (LINK) | 63/02 : Delo (20.12.1963, letnik 5, številka 347) (LINK) | 64/07 : Iskra (1964, letnik 3, številka 50) (LINK) | 64/10 : Delo (26.06.1964, letnik 5, številka 173) (LINK) | 65/01 : Iskra (1965, letnik 4, številka 2) (LINK) | 65/12 : Iskra (1965, letnik 4, številka 37) (LINK) | 66/03a/b : Iskra (1966, letnik 5, številka 5) (LINK) | 66/04 : Iskra (1966, letnik 5, številka 20) (LINK) | 66/13 : Štorski železar (marec 1966, letnik 6, številka 3) (LINK) | 66/15 : Delo (29.10.1966, letnik 7, številka 295) (LINK) | 69/38 : Delo (26.03.1969, letnik 11, številka 83) (LINK) | 72/19 : Aluminij (januar 1972, letnik 10, številka 1) in Aluminij (februar 1972, letnik 10, številka 2) (LINK,LINK) | FE/01 : Zgodovina Fakultete za Elektrotehniko (LINK) | FLRJ/01 : Magistrska Dejan Šemrov (LINK) | MNZ/01 : Od mehanografske obdelave podatkov do Schengna (LINK) | SDK/01 : Služba Družbenega Knjigovodstva SDK Zgodovina (LINK) | SRS/01/02 : Sejni zapiski Skupščine SRS Seje od 1. VII. 1968 do 31. VIII. 1968 (LINK) | STAT/01 : Iz zgodovine Statističnega urada RS (LINK) | W/01 : Columbia University Computing History (LINK) | W/02 : Herman Hollerith An electric tabulating system (LINK) | W/05 : The Computer museum reports 1975-1988 (LINK) | W/08 : CHM Computer History museum timelines (LINK) | W/09 : Bit by bit (LINK) | W/10a : Introduction to IBM punched card data processing, IBM Flowcharting techniques, Joseph Levy Punched card cata processing, Robert Van Ness Principles of punched card data processing, IBM 80 column cards | W/10b : IBM 402, 403, 419, IBM 602, IBM CPC | W/20a : Creatures of thought-The switch (LINK) | WIKI/01 : Unit record equipment, Tabulating machine, History of computing hardware | WIKI/02 : Electromechanics, Relay | WIKI/03 : George Stibitz, Howard Aiken, Konrad Zuse | WIKI/04 : Stored program computer, Von Neumann architecture, Computer architecture | WIKI/05 : Control unit | WIKI/06 : Herman Hollerith, List of IBM products, Puched card, Unit record equipment | WIKI/07 : Timeline of computing hardware -1950.. 1950-1960, Zuse Z22