Nośniki danych [cz. 2] - za co Hitler cenił firmę IBM?

Prymitywne nośniki danych, opisane w poprzedniej części cyklu, odeszły do przeszłości wraz z rozwojem technologii. Zastępujące je z czasem pergamin i papier były po prostu nowocześniejszymi materiałami piśmienniczymi. Pojawił się również wynalazek dający pole do popisu pierwszym programistom. Jak go wykorzystano?

Pergamin

Jak głosi stare przysłowie: lepsze jest wrogiem dobrego. Mimo popularności papirusu jego szersze wykorzystanie napotykało na sporo ograniczeń. Produkcja nie dość, że skomplikowana, to wymagała jeszcze deficytowego surowca – rośliny typowej dla Afryki i niektórych wysp Oceanu Indyjskiego.

Złośliwość losu polegała na tym, że z biegiem czasu zapotrzebowanie na artykuły piśmiennicze zaczęło rosnąć w innym rejonie świata. Powstająca na gruzach Cesarstwa Rzymskiego średniowieczna Europa potrzebowała nośnika danych, którego produkcja była możliwa dzięki lokalnym surowcom.

Rozwiązaniem okazał się pergamin. Skóry zwierząt w roli materiału pisarskiego były znane od tysiącleci, jednak wykorzystanie ich w roli wygodnego nośnika danych wymagało odpowiednich przygotowań. Najstarsze dowody świadczące o preparowaniu skór w sposób zbliżony do produkcji pergaminu pochodzą jednak dopiero z III-II wieku przed naszą erą.

Popularność pergaminu jest – prawdopodobnie – efektem rywalizacji dwóch starożytnych władców – rządzącego Egiptem Ptolemeusza V Epifanesa i Eumenesa II władającego Pergamonem. Przedmiot rywalizacji dobrze świadczy o obu władcach – zamiast przechwalać się, kto zabił więcej wrogów, wypił więcej wina lub spłodził liczniejsze potomstwo, udowadniali swoją wielkość, rozbudowując dwie największe biblioteki swoich czasów.

Aby pogrążyć konkurenta, Ptolemeusz nałożył embargo na eksport papirusu do Pergamonu, licząc na to, że pozbawiona materiału piśmienniczego konkurencyjna biblioteka podupadnie. Nie po raz pierwszy okazało się jednak, że potrzeba jest matką wynalazków.

Pozbawieni papirusu Pergamonejczycy postanowili szerzej wykorzystać dostępny materiał – skóry zwierząt. Opracowana przez nich technologia doprowadziła do powstania pergaminu, dzięki któremu biblioteka w czasach Juliusza Cezara liczyła około 200 tys. ksiąg. Skórzane strony starożytni Rzymianie określali słowem „membrana”.

Do produkcji pergaminu nadawała się większość skór, jednak najczęściej używano kozich, owczych i cielęcych. Pierwszym etapem produkcji było moczenie przez kilka dni w wodzie wapiennej. Usuwano potem sierść, a po ponownym moczeniu garbowano. Wysuszone skóry skrobano, a następnie wygładzano pumeksem. Pergamin mógł być dodatkowo wybielony dzięki warstwie sproszkowanej kredy.

W porównaniu z papirusem pergamin miał niemal same zalety – był trwalszy, jaśniejszy, bardziej gładki i dawał się wygodnie zapisywać z obu stron. W przeciwieństwie do papirusu zwoje pergaminowe były bardzo krótkie – ograniczała je długość skóry zwierzęcia. Aby uniknąć tej niedogodności, arkusze zaczęto łączyć w kodeksy – formę, która przetrwała do dzisiaj w postaci książki.

Papirus, znany przede wszystkim w basenie Morza Śródziemnego, miał swoje odpowiedniki w innych rejonach świata. Na wyspach Pacyfiku wytwarzano podobny materiał o nazwie tapa. Była to płachta wykonana z łyka drzew. W przeciwieństwie do papirusu tapa była wykorzystywana jako materiał pisarski sporadycznie – służyła przede wszystkim do produkcji odzieży.

Swoje wersje papirusu mieli również Indianie. Majowie produkowali hunn – materiał pisarski z ubijanej kory drzew. Hunn służył do zapisywania ważnych informacji, takich jak rysunki medyczne, przepowiednie czy nieszczęsny święty kalendarz, który w czasach współczesnych stał się podstawą do tworzenia rozczulająco naiwnych teorii o końcu świata.

Podobny materiał, nazywany amati, produkowali z kory Aztekowie, a do dzisiaj tradycję tę kontynuują Indianie Otomi.

Papier

Pergamin był świetnym nośnikiem danych. Miał jednak istotną wadę – jego produkcja była droga. Droga, a zatem niedostępna dla ogółu, była również spisana na pergaminie wiedza. Wtajemniczeni szczęściarze – głównie zakonnicy -  którzy nie tylko potrafili czytać, ale dodatkowo mieli pod dostatkiem lektur, należeli do intelektualnej elity Europy. Służyli władcom jako kronikarze - odpowiednik dzisiejszej służby publicznej.

Zmianę tej sytuacji przyniosła dopiero popularyzacja papieru. Choć wynalazek opracowany przez Chińczyka Cai Luna znany był – przynajmniej w Chinach – od początku II wieku, musiały minąć setki lat, by upowszechnił się w innych rejonach świata.

Po bitwie nad rzeką Tałas i pojmaniu chińskich rzemieślników sekret produkcji papieru poznali Arabowie. Z PR-owego punktu widzenia papier nie mógł trafić gorzej. Kojarzony z wojowniczymi Arabami postrzegany był w Europie jako niegodny zainteresowania. Minęło sporo czasu, zanim zalety nowego nośnika danych zwyciężyły nad uprzedzeniami.

Prawdziwy przełom nastąpił jeszcze później. Sam papier – choć ważny – nie wprowadzał rewolucyjnych zmian. W praktyce był po prostu gorszym, mniej trwałym i znacznie tańszym zamiennikiem pergaminu. Istotne zmiany nastąpiły wraz z wynalezieniem przez Jana Gutenberga ruchomych czcionek. Ich nazwa – na skutek karygodnego niedopatrzenia tłumacza jednej z wczesnych wersji Windowsa – upowszechniła się w Polsce jako określenie komputerowych fontów.

Połączenie taniego nośnika danych z możliwością ich masowego powielania sprawiło, że w Europie wiedza przestała być zarezerwowana jedynie dla nielicznych. Książki stały się – po uwzględnieniu realiów epoki – tanie i dostępne, powodując błyskawiczne, z punktu widzenia historii cywilizacji, przyspieszenie rozwoju nauki i technologii.

Pierwszy z nośników danych, który został wykorzystany nie tylko przez człowieka, ale również przez maszynę, okazał się wyjątkowo długowieczny. Żyjący na przełomie XVIII i XIX wieku Joseph Marie Jacquard postanowił udoskonalić krosno tkackie, tak aby możliwe było automatyczne tkanie przez maszynę dowolnego wzoru.

Jego pomysł sprowadzał się do zakodowania wzoru za pomocą karty perforowanej, która – dzięki dziurkom – powodowała podnoszenie nitek osnowy, umożliwiając tkanie barwnego wzoru. Nie zdając sobie z tego sprawy, francuski wynalazca został tym samym pierwszym programistą.

Możliwości, jakie dawało zapisanie prostego programu na karcie, rozbudziły kreatywność XIX-wiecznych wynalazców. Na podstawie kart perforowanych opracowano założenia pierwszej maszyny liczącej. Zaprojektowana w 1834 roku maszyna różnicowa Charlesa Babbage’a przez lata pozostawała jedynie ambitnym projektem, który został zrealizowanydopiero w latach 90. ubiegłego wieku.

Jak się okazało, założenia były słuszne – maszyna działa bez zarzutu. Opracowany przez Babbage’a bardziej skomplikowany wynalazek - maszyna analityczna - nie doczekał się niestety praktycznej realizacji.

Na szerszą skalę karty perforowane zostały wykorzystane w 1890 roku podczas spisu powszechnego w Stanach Zjednoczonych. Dane zapisywane były przez zrobienie otworu w odpowiednim miejscu karty. Opracowany wówczas system kodowania i przetwarzania zebranych informacji okazał się wyjątkowo praktyczny i był rozwijany przez kolejne dziesięciolecia.

Prekursorem nowej technologii była firma International Business Machines (IBM), która – podobnie jak w przypadku pecetów – skutecznie namówiła świat do stosowania swojego standardu w postaci 80-kolumnowej karty perforowanej.

Możliwości, jakie dawało przetwarzanie danych zapisanych za pomocą kart perforowanych, znalazły smutne potwierdzenie w nazistowskich Niemczech. Wynalazek IBM-u pozwolił Niemcom na wyjątkowo sprawne skatalogowanie swoich obywateli, co dla osób pochodzenia żydowskiego miało tragiczne następstwa.

W uznaniu znaczącego udziału IBM-u w tym procederze w 1937 roku założyciel firmy Thomas Watson odebrał z rąk Adolfa Hitlera medal „za zasługi dla Rzeszy”.

Karty perforowane to pierwszy nośnik, który mógł być wykorzystywany przez maszyny. Rewolucja zapoczątkowana przez krosno tkackie zaowocowała powstaniem maszyn, które – korzystając z kart i taśm perforowanych – zapisały się w historii jako pierwsze komputery. To m.in. tym gigantycznym urządzeniom poświęcony będzie kolejny odcinek cyklu. Zapraszam w następny wtorek.

Poprzedni odcinek jest dostępny na tej stronie.

Źródło: Historia • Uniwersytet Pedagogiczny • IBM and the Holocaust • Pergamena