作表機
タビュレーティングマシン︵Tabulating machine︶は日本では一般にパンチカードシステムと呼ばれていたもので、会計などの作表を補助する機械群。ハーマン・ホレリスが発明し、1890年の米国国勢調査のデータ処理で初めて使用された。
ソータ
PCSの主要な機能のひとつはパンチされたデータに従ってパンチカードのデッキを適切な順にソートすることである。同じデッキでも処理手順によって異なったソートをすることがある。IBM 80シリーズのようなソーターは、ひとつの入力デッキを指定された桁の内容に従って13個の出力デッキに振り分ける。なお、13番目のデッキ格納場所は指定された桁に情報がパンチされていないカードやリジェクトされたカードのためのものである。
データ処理業務は毎日バッチ形式で一括処理するのが一般的であった。一日の業務でパンチされたカードをソートしてからマスターデッキにマージし、その後作表処理が行われる。
IBM 402 会計機のプラグボード
ソーター以外のPCSはプラグボード制御盤を使ってプログラム可能であった。パネルにはグループ化された穴の配列がある。これらの穴を導線でつなぐことでプログラムする。カードのフィールドに相当する穴と何らかの制御︵集計、四則演算など︶に対応する穴をつなぐことで処理が行われる。一般にある処理を行うための配線済みプラグボードを複数用意して、業務ごとにプラグボードを入れ替えて使う。
ワイヤは長さごとに色が決まっていて、たくさんのワイヤが集積することでプログラミングが困難になるのを防いでいた。またワイヤには一時的なものと永続的なものがあり、永続的なものは特殊な工具を使わないと取り外せないようになっていて、デバッグ完了後はそのような配線を使うのが一般的であった。
国勢調査
1880年の国勢調査は集計に7年を費やし、結果が出たときには既に時代遅れの数値と言わざるを得なかった。1880年から1890年にかけての移民などを原因とするアメリカ合衆国の急速な人口増加により、1890年の国勢調査は約13年かかると予測された。米国政府は国勢調査の数値を元に州ごとの課税配分と連邦議会の州ごとの定数を決定していたため、もっと素早く集計する方法が必要とされた。 ホレリスは列車の乗車券から発想した。車掌は切符に穴を開ける位置によって情報を付与していた︵例えば、目的地、旅客の年齢など︶。ホレリスはカードが絶縁体として機能し、穴の開いたところだけ電気を通すことができると気づいた。ホレリスは当時のドル紙幣と同じサイズのパンチカードを使用した。というのも、紙幣を格納するケースがカードを格納するのに利用できるからである。ちなみに同じサイズのパンチカードは1980年代まで情報処理に使用され、投票システムには21世紀まで使われた。カードには、年齢、住居種別、性別などの情報がコード化されて格納される。事務員は集められた情報をカード上にパンチすることができた。 ホレリスの機械は単純なものだった。バネ付きの針金がカード読み取り機の上部に並んでいる。カードは水銀のプール群の上にセットされる。各プールはカード上の各穴の位置にある。針金をカードに押し付けると、穴のある位置では針金が水銀のプールに浸り、電気回路が形成される。その結果がカウンター︵計数器︶に送られ、ベルを鳴らしてカードが読み取られたことを操作者に知らせるのである。また、カード格納部が複数あって読み取った情報に従って一箇所のカード格納部の蓋が開き、そこに読み取ったカードが落とし込まれるようになっていた。カードに情報を入れる︵パンチする︶こととそれを機械にセットすることを事務員が行った。このようにして全て人手で集計していたときよりもずっと迅速に集計が行われるようになった。ホレリスのマシンを使うことで1890年の国勢調査は18ヶ月で完了し、その期間内に二重チェックも行われた。 この技術が会計や在庫管理に利用できることは明らかだった。ホレリスはタビュレーティング・マシーンズ社(TMC)を立ち上げた。しかし、民間への拡販はなかなかうまくいかず、1900年の国勢調査の需要でなんとかしのぐという状況であった。しかし、1901年、国勢調査局の長官ロバート・ポーターは大統領が代わることに伴って局を去り、イギリスへ帰国することとなった。ちなみにポーターはイギリスでブリティッシュ・タビュレーティング・マシン社を設立。これが後のICT︵さらに後にはICL︶となった。国勢調査局の新長官とホレリスの関係はうまくいかず、国勢調査局はジェームズ・パワーズという技術者を雇ってタビュレーティングマシンの改良を行わせた。パワーズはタビュレーティングマシンに印刷機能をつける改良を行い、自身も会社を立ち上げた。 その間にホレリスもタビュレーティングマシンの改良を行い、より自動化の進んだ機械を開発していた。自動機により優位に立ったTMCは事務機会社としての地位を確立。それが後のIBMとなった。IBMは1940年代にコンピュータが登場するまで、タビュレーティングマシンの高速化と高機能化を進めていった。なお、パワーズの会社は事務用品会社ランド・カーデックス社に買収され、同社は後にレミントンランドとなった︵その後、スペリー→ユニシス︶。パンチカードシステム
電子計算機の発明以前、データ処理はタビュレーティングマシンの進化したパンチカードシステム︵Punch Card System、PCS︶と呼ばれる電気機械式機器で行われるようになり、ただしこれは和製英語で、英語では一般にユニットレコード装置︵Unit Record Equipment︶、電気会計機︵Electric Accounting Machine、EAM)などと呼ばれていた。データ処理はパンチカードのデッキ︵束︶を入力として様々な機器を連結してなされた。機器間のカードデッキのフロー︵流れ︶は大きな紙に標準化されたシンボルを使って記述された︵フローチャート︶。 20世紀後半にコンピュータが担った役割を20世紀前半ではPCSが産業界や政府関連で果たしたのである。PCSの最大の供給業者はIBMである。以下では主にIBMのPCSについて解説する。データ記憶媒体
基本データ単位は80桁のパンチカードである。各桁は一つの数字、文字、特殊記号などを表している。データ値は隣接する複数の桁による﹁フィールド﹂から構成される。例えば、社員番号5桁、時給レート3桁、ある週の実働時間2桁、部門番号3桁、プロジェクト課金コード6桁などである。 データはキーパンチと呼ばれる機械を使って人手で入力された。キーパンチにはタイプライター状のキーボードと未入力のカードと入力済みカードが置かれるホッパーで構成される。後にはカードにパンチした内容がカード上端に印字されるようになった︵IBM 026 など︶。場合によってはパンチされたカードは次の﹁検孔機 verifier﹂と呼ばれるキーパンチによく似た機械に送られる。検孔機の操作者はキーパンチと同じ内容を入力し、検孔機内部でそれがパンチ済みの内容と合っているかチェックする。問題なければ、カードの右端に小さなポッチがパンチされる。分類︵ソート︶
作表︵タビュレーティング︶
リポートや集計は会計機やタビュレーティングマシンで行われる︵例えば IBM 407︶。ソートされたデッキを供給すると、タビュレーティングマシンが各カードの内容をそれぞれ一行で印字する。指定されたフィールドの値が内蔵のカウンターに加算され、特殊なパンチ穴のあるマスターカードを検出するとカウンターの値を合計値として印字する。 後にプラグボードによるプログラムが可能となり、ひとつのカードのふたつのフィールドの値を入力として乗算なども行えるようになった。また、その計算結果を同じカードの所定のフィールドにパンチして記録することもできるようになった。自動カードパンチ機
●集団穿孔機(Gang Punch) - 多数のカードに同じ内容を一度にパンチする機械 ●複製穿孔機(Reproducing Punch) - 入力されたカードデッキと同じ内容のカードデッキを作成する︵あるいは指定されたフィールドだけをコピーする︶機械。例えば給与計算用のカードデッキから実働時間と給料のフィールドを除いた複製を作ることで次の月の給与計算に使うことができる。プログラマはバックアップを作るためにこの機械を使った。 ●合計穿孔機(Summary Punch) - タビュレーティングマシンに連結し、集計結果をカードにパンチして別の用途に使えるようにしたもの。 ●マークセンスリーダ - いわゆるマークシートを読み取って、その内容をパンチカードにパンチする機械。 後の文書作成機︵IBM 519 など︶はこれら全ての操作を実行することができた。特殊用途の機器
●照合機(Collators) - ふたつの入力ホッパーと4つ以上の出力ホッパーがあり、プラグボードのプログラムに基づいてカードデッキをマージしたり照合したりする。 ●インタプリタ(Interpreter) - カードの内容を上端に印字する。 ●分離装置(Decollator) - 複数枚綴りの定型文書を分離して別々のスタックにし、カーボン紙を取り去る。厳密にはPCSと直接の関係はない。 ●バースター(Burster) - ミシン目でページを分離する機械。これもPCSと直接の関係はない。プログラミング
