Gjatë viteve të fundit janë bërë përparime të mëdha në të gjitha fushat e kërkimit shkencor, dhe një faktor kryesor në këtë përparim ka qenë përdorimi i gjerë i metodave dhe pajisjeve automatike të llogaritjes. Sot llogaritjet kryhen automatikisht në laboratorë në të gjithë vendin. Zhvillimi i këtyre laboratorëve informatikë është me interes të veçantë për studentët në Kolumbi, pasi ato më të hershmet u krijuan këtu në Universitet. Byroja e Statistikave e Universitetit Columbia u krijua në fund të viteve njëzet për përdorimin e arsimtarëve dhe statistikës. Byroja Astronomike, e krijuar në 1934, e drejtuar nga Dr. WJ Eckert, dhe operuar bashkarisht nga Universiteti Columbia, Shoqëria Amerikane Astronomike dhe Korporata Ndërkombëtare e Makinerive, funksionoi si një organizatë jofitimprurëse, ku mund të vinin astronomë nga e gjithë bota dhe të kryenin llogaritjet e tyre. Në 1945 IBM krijoi një Departament të Shkencave të Pastra, emëroi Dr. Eckert si drejtor të saj dhe themeloi Laboratorin Shkencor të Informacionit Watson në kampusin e Universitetit.

Qëllimi kryesor i Laboratorit Watson është hulumtimi në degët e ndryshme të shkencës, veçanërisht ato që përfshijnë matematikën e aplikuar dhe llogaritjen numerike. Shërbimet e laboratorit ofrohen falas për çdo shkencëtar ose student të diplomuar të angazhuar në kërkime, i cili jep një kontribut të rëndësishëm në përparimin në fushat e shkencës, dhe i cili përdor makina llogaritëse për të arritur këtë qëllim. Do vit dy bursa laboratorike Watson në matematikë të aplikuar u jepen studentëve, studimi ose hulumtimi i të cilëve përfshin llogaritjet në shkallë të gjerë. Anëtarët e stafit ofrojnë kurse mësimore në fushën e tyre të interesit nën kujdesin e departamenteve të ndryshme të Universitetit. Kurse për studentët e diplomuar përfshijnë funksionimin dhe përdorimin e makinerive, dhe metodave numerike; akreditimi akademik për kurset mund të merret duke u regjistruar në Universitet në mënyrën e zakonshme.

Klasa të veçanta në funksionimin e makinerive u jepen në intervale të rregullta dhe profesionistëve, duke vizituar shkencëtarë nga e gjithë bota, dhe studentë të diplomuar që punojnë për diplomat e tyre të Doktoraturës. Një funksion shtesë i Laboratorit Watson është shpërndarja e informacionit teknik në lidhje me metodat e makinës matematike dhe tabelat matematikore; një bibliotekë gjithëpërfshirëse që mbulon këto lëndë është në dispozicion. Kërkimet janë përfunduar me sukses në shumë fusha të shkencës në laborator nga anëtarët e stafit dhe shkencëtarët vizitues. Më poshtë është një listë e pjesshme e projekteve të përfunduara ose në zhvillim e sipër:

• Astronomi: integrimi i orbitave të planeteve dhe asteroidëve,
• Gjeofizikë: gjurmimi i shtigjeve të valëve të zërit nën ujë për thellësi dhe drejtime të ndryshme,
• Optika: llogaritjet që mishërojnë metodën e gjurmimit të rrezeve,
• Kimi: llogaritja e energjive kuantike të rezonancës mekanike të komponimeve aromatike,
• Inxhinieri: ndërtimi i tabelave të pranverës dhe ingranazhit dhe llogaritjet e stresit të lidhura me ngarkesat e tërmetit,
• Ekonomia: vlerësime të koeficientëve të caktuar në ekuacionet e modeleve ekonomike, duke përdorur shumëzimin dhe përmbysjen e matricës,
• Fizika: llogaritjet e mundësive kalimtare të kalciumit,
• Kristalografia: vlerësimi i një Transformimi Furier për strukturën e insulinës.

Shumica e makinave lexojnë dhe shkruajnë përmes përdorimit të kartësme vrima, e cila siguron një mënyrë për të trajtuar automatikisht të dhënat. Kartat kështu mund të përpunohen përmes çdo serie kalkulatorësh dhe të kenë ndonjë sekuencë të dëshiruar të operacioneve të kryera mbi to. Avantazhi kryesor i teknikës së kartave me vrima është se një numër i madh i operacioneve të ngjashme mund të kryhen në sasi. Pas shënimit të vlerave fillestare në kartat, procedura e makinës është automatike. Shpimi mund të bëhet në cilindo prej tetëdhjetë kolonave të kartës. Çdo kolonë është e ndarë në dymbëdhjetë pozicione të dallueshme, që përfaqësojnë numrat e plotë 0 deri 9, si dhe dy pozicione të veçanta punuese të referuara si X dhe Y. Shpimi X përdoret kryesisht për të caktuar një operacion special ose një numër negativ. Shkronjat e alfabetit regjistrohen nga dy vrima në një kolonë, një kombinim i një X, Y, ose 0, me cilindo prej njërave të plotë nga 1 deri 9 (shiko fig. 1).

Figure 1. Figura 1. Kartela tabulare që tregon 12 pozicione shënuese dhe kombinime të vrimave për të treguar shkronjat.

Në të gjitha makinat parimi i leximit të kartës është i njëjtë. Vrimat janë shpuara në kartat dhe lexohen me anë të kontakteve elektrike të bëra përmes vrimave. Kartela, duke vepruar si një izolant, kalon midis një furçe teli dhe një ruli prej bronzi (shih fig. 2).

Një vrimë e grushtuar në kartelë lejon furçën dhe rrotullën të bëjë kontakt, duke përfunduar kështu një qark elektrik; impulsi elektrik vihet në dispozicion në një panel kontrollues në prizë, dhe koha e impulsit përcaktohet nga pozicioni i vrimës në kartelë. Të gjitha funksionet e makinës rregullohen nga drejtimi i këtyre impulseve në panelin e kontrollit, dhe si rezultat i fleksibilitetit të këtij paneli, mund të kryhen një numër i madh operacionesh. Një përqindje e madhe e problemeve të hasura në llogaritjen numerike mund të trajtohen në mënyrë efikase në makinat standarde IBM. Hapi i parë në qasjen ndaj këtyre problemeve është të përktheni të dhënat origjinale në gjuhën e kalkulatorëve. Kjo është, për ta regjistruar atë në formën e vrimave të shpuara në kartat standarde. Ky është funksioni i çelsit shpues. Informacioni i dëshiruar transkriptohet në kartelë duke shtypur çelësat në makinë në përputhje me kolonën e duhur. Këto karta mund të futen në çelsin shpues ose me dorë ose automatikisht. Ndërsa secila kolonë është shpuar, kartela përparon automatikisht në pozicionin tjetër të shënimit. Shpimet numerikë kanë katërmbëdhjetë çelësa; një për secilën nga dymbëdhjetë pozicionet e shënimit, një çelës hapësinor dhe një çelës për nxjerrjen e kartave. Shpimet alfabetike kanë, përveç kësaj, një tastierë shkrimi makinash e cila automatikisht shënon dy vrima për kolonën. Pasi të jenë koduar nga çelsi shpues, kartat janë më pas të gatshme për kalim përmes ndonjë prej makinerive të tjera që kërkohen për zgjidhjen e problemit.

Renditësi përdoret për të rregulluar kartat e shpuara në çdo mënyrë numerike ose alfabetike të dëshiruar në varësi të informacionit mbi to. Kartat që duhet të zgjidhen ushqehen nga një shufër në një furçë të vetme, e cila lexon kolonën e zgjedhur dhe i rendit secilën kartë në një nga trembëdhjetë xhepat e disponueshëm. Ekziston një xhep për secilën nga dymbëdhjetë pozicionet punuese dhe një për kolonat bosh. Me renditje të njëpasnjëshme kartat janë rregulluar në çdo mënyrë të dëshiruar. Makina, e cila funksionon me një shpejtësi prej 450 kartelash në minutë, është e pajisur me një banak për të regjistruar numrin e kartave që kalojnë nëpër të.

Interpretuesi Alfabetik është krijuar për të përkthyer informacionin numerik ose alfabetik në kartë në shifra të shtypura në njërën prej dy rreshtave në krye të kartës. Kështu, kartela e shpuar lexohet më lehtë, dhe mund të përdoret si kartelë skedari, si dhe në makina.

Makina e Kontabilitetit është një makinë me shtypje dhe shpejtësi të lartë. Lexon të dhëna nga një kartë, i shton dhe zbrit ato në sportele dhe shtyp në një fletë letre informacione nga kartat ose gjithsej nga sportelet. Makina rendit të dhëna alfabetike ose numerike në një shkalla nga tetëdhjetë kartat në minutë, ose grumbullon deri në tetëdhjetë shifra të totalit në 150 karta në minutë.

Shpimi riprodhues transkripton të gjithë ose ndonjë pjesë të të dhënave të shpuara nga një grup kartash në një grup tjetër, ose kopjojnë të dhëna nga një kartë master mbi një grup kartash me detaje. Shpimi ka një njësi krahasuese e cila krahason dy grupet e të dhënave dhe tregon çdo mosmarrëveshje midis të dyve. Makina mund të përshtatet për përdorim dhe për të regjistruar shumat e kartave të reja që janë grumbulluar në makinerinë e kontabilitetit.

Kolektori kryen disa nga funksionet e renditësit në një mënyrë më efikase. Ai paraqet dy grupe kartash së bashku, zgjedh kartat e veçanta në secilën nga katër xhepat e zgjedhjes, përputhet me dy grupe kartash sipas një numri kontrolli dhe kontrollon sekuencën e një grupi kartash. Makina është shumë fleksibël dhe lejon trajtimin e kartave sipas një modeli të ndërlikuar që përfshin krahasimin e dy numrave të kontrollit. Kartat mund të kalojnë përmes Kolektorit në shkallën 240 - 480 në minutë.

Shpimi Elektronik i llogaritjes është një makinë me shpejtësi të lartë që përdor qarqet elektronike për kryerjen e të gjitha operacioneve themelore. Ajo shton, zbrit, shumon dhe ndan numrat e ushqyer në të në një kartë, dhe shpimi përgjigjet në të njëjtën kartë ose në një tjetër. Ai i kryen këto operacione në mënyrë të përsëritur dhe në çdo mënyrë në një pjesë të sekondës. Shpimi Llogaritës lexon faktorët e grushtuar në një kartë dhe kryen shtesa, zbritje, shumëzime dhe ndarje, në çdo mënyrë të dëshiruar. Rezultatet e ndara mund të grumbullohen për secilin lloj llogaritjeje, ose rezultatet mund të ruhen dhe përdoren si një faktor për llogaritjet vijuese. Kjo makinë ka llogaritur diferencat e rendit të tetë të një funksioni njëmbëdhjetë shifror dhe shumë ekuacione të ndërlikuara që përfshijnë një numër të madh operacionesh.

Përveç makinave standarde të përshkruara më lart, ekzistojnë në laborator një numër kalkulatorësh të projektuar posaçërisht të cilët funksionojnë me anë të rrjeteve të stafetave dhe qarqeve elektronike. Më poshtë është një përshkrim i shkurtër i këtyre makinave speciale.

Llogaritësi Relay kryen të gjitha operacionet themelore aritmetike, përfshirë përcaktimin e rrënjëve katrore përmes një rrjeti të ndërlikuar të stafeve. Fleksibiliteti ekstrem i këtij kalkulatori është për shkak të memorjes së tij të madhe të brendshme, shpejtësisë së tij në kryerjen e llogaritjeve, aftësisë së tij për të lexuar njëkohësisht katër karta dhe shënoj një të pestën, dhe aftësinë e tij për të vepruar nën një program të gjerë dhe të larmishëm. Makina është e pajisur me një qark mbledhës për të lehtësuar operacionet e kërkimit të tabelës. Një problem i madh shumë i ndërlikuar eshtë zgjidhur në një Llogaritës Relay, duke përfshirë shumëzimin e serive harmonike, shumëzimin e matricave dhe ekuacionet diferenciale të rendit të gjashtë.

Llogaritësi i sekuencave të funksionuara nga karta është krijuar kryesisht për matjen e fotografive astronomike, megjithëse mund të aplikohet lehtësisht në fotografi në çdo fushë. Një pllakë fotografike e një pjese të qiellit e cila përfshin yllin në fjalë futet në makinë së bashku me një kartë shpimi që tregon koordinatat e përafërta të yllit. Makina pastaj lexon automatikisht kartën e shpimit, vendos yllin në pllakën fotografike nga këto koordinata të përafërt, mat saktësisht pozicionin e saj dhe regjistron këtë matje në një kartë. Rekordi i kartelave të grushta është i disponueshëm për trajtimin matematikor.

Që nga fillimi i Byrosë Astronomike në 1934, disa rezultate të laboratorëve të tjerë të kartave të shpimit janë krijuar në të gjithë industrinë dhe qeverinë. Ato laboratorë në veprim gjatë viteve të luftës luajtën një rol kritik në programin tonë të mbrojtjes kombëtare. Në këtë grup ishin Laboratorët e Kërkimeve Ballistike në Aberdeen, Maryland dhe Dahlgren, Virxhinia. Në të njëjtën kategori ishte Observatori Detar i Sh.B.A-së i cili përgatiti tabela astronomike për përdorim në navigacionin ajror dhe det, astronominë dhe anketimin. Në industri, laboratorët informatikë kanë marrë një rol të spikatur si në kërkimin shkencor të pastër ashtu edhe në atë të aplikuar. Teknika të kartave të shpuara janë përdorur, për shembull, në zgjidhjen e problemeve që lidhen me stresin dhe analizën e tendosjes së strukturave të avionëve dhe analizën e dridhjeve të makinerive të mëdha.

Një ilustrim i aplikimit të pajisjeve të kartave të shpimit në problemet e industrisë lind në hartimin dhe ndërtimin e anijeve, ku është e nevojshme të specifikoni vendndodhjet e sakta të një numri të madh pikësh në sipërfaqe. Projektuesi mund ta realizojë këtë duke marrë parasysh seksione të ndryshme nëpër gyp dhe duke paraqitur skicën e secilës prej këtyre seksioneve nga një polinom, të themi, i shkallës së pestë (shiko fig. 3).

Ekuacioni Solar Linear është një pajisje elektrike për zgjidhjen e ekuacioneve lineare të njëkohshme deri dhe duke përfshirë rendin e dymbëdhjetë. Pasi të jenë vendosur koeficientët e ekuacioneve në numrat, çelsat ose kartat e shpimit, ndryshoret e ndryshme janë rregulluar derisa të merret një zgjidhje. Metoda e zgjidhjes është ajo që jep konvergjencë shumë të shpejtë. Kjo makinë është ndërtuar në laborator nga Z. Robert M. Walker, anëtar i stafit tonë, dhe Profesor Francis J. Murray i departamentit të matematikës të Universitetit.

Makina e matjes dhe regjistrimit të kontrolluar nga kartat është krijuar kryesisht për matjen e fotografive astronomike, megjithëse mund të aplikohet lehtësisht në fotografi në çdo fushë. Një pllakë fotografike e një pjese të qiellit e cila përfshin yllin në fjalë futet në makinë së bashku me një kartë shpimi që tregon koordinatat e përafërta të yllit. Makina pastaj lexon automatikisht kartën e shpimit, vendos yllin në pllakën fotografike nga këto koordinata të përafërt, mat saktësisht pozicionin e saj dhe regjistron këtë matje në një kartë. Rekordi i kartelave të grushta është i disponueshëm për trajtimin matematikor.

Që nga fillimi i Byrosë Astronomike në 1934, disa rezultate të laboratorëve të tjerë të kartave të shpimit janë krijuar në të gjithë industrinë dhe qeverinë. Ato laboratorë në veprim gjatë viteve të luftës luajtën një rol kritik në programin tonë të mbrojtjes kombëtare. Në këtë grup ishin Laboratorët e Kërkimeve Ballistike në Aberdeen, Maryland dhe Dahlgren, Virxhinia. Në të njëjtën kategori ishte Observatori Detar i Sh.B.A-së i cili përgatiti tabela astronomike për përdorim në navigacionin ajror dhe det, astronominë dhe anketimin. Në industri, laboratorët informatikë kanë marrë një rol të spikatur si në kërkimin shkencor të pastër ashtu edhe në atë të aplikuar. Teknika të kartave të shpuara janë përdorur, për shembull, në zgjidhjen e problemeve që lidhen me stresin dhe analizën e tendosjes së strukturave të avionëve dhe analizën e dridhjeve të makinerive të mëdha.

Një ilustrim i aplikimit të pajisjeve të kartave të shpimit në problemet e industrisë lind në hartimin dhe ndërtimin e anijeve, ku është e nevojshme të specifikoni vendndodhjet e sakta të një numri të madh pikësh në sipërfaqe. Projektuesi mund ta realizojë këtë duke marrë parasysh seksione të ndryshme nëpër gyp dhe duke paraqitur skicën e secilës prej këtyre seksioneve nga një polinom, të themi, i shkallës së pestë (shiko fig. 3).

Figura 3. Ndërsektori përmes anijes

Zonja Eleanor Krawitz, e cila mban dallimin e të qenurit autorja e parë femër që kontribuon në KUJDESIN E INXHINERISË NË COLUMBIA, mund të mburret me një arritje shumë të mirë të dukshme. Ajo u diplomua në vitin 1943 në Shkollën e Mesme të Brukselit Samuel I. Tilden, ku ajo kishte qenë anëtare e shoqërisë nderi nderi "Arista". Në Kolegjin e Brooklyn ajo ishte Thesar i Pi Mu Epsilon, shoqëri e nderit në Matematikë, derisa mori B.A. në Matematikë në vitin 1947. Ajo më pas punoi si zëvendësuese në Shkollën e Mesme Midwood dhe në Alma Mater, Tilden High, por shpejt e la mënjanë karrierën e saj të shkollës së mesme për të marrë M.A në Matematikë në Columbia.

Sot Miss Krawitz është Supervizore Tabulimi në Laboratorin informatik Thomas J. Watson në Universitetin Columbia. Jo vetëm që ajo po udhëzon klasat e Astronomisë në Shkollën e Diplomuar për funksionimin e kompjuterave, por ajo është e angazhuar edhe në vendosjen e procedurave për llogaritjen e problemeve në fizikë, matematikë dhe astronomi.

Contributed by: Eleanor Krawitz Kolchin, November 2003.
Scanned and converted to HTML: Sat Nov 22 17:06:54 2003
Converted to HTML5: Sat Feb 23 08:52:56 2019

Also by the author:

• Krawitz, Eleanor, "Punched Card Mathematical Tables on Standard IBM Equipment", Proceedings, Industrial Computation Seminar, IBM, New York (Sep 1950), pp.52-56.
• Krawitz, Eleanor, "Matrix by Vector Multiplication on the IBM Type 602-A Calculating Punch", Proceedings, Industrial Computation Seminar, IBM, New York (Sep 1950), pp.66-70.
• Green, Louis C., Nancy E. Weber, and Eleanor Krawitz, "The Use of Calculated and Observed Energies in the Computation of Oscillator Strengths and the f-Sum Rule" Astrophysical Journal, Vol.113 No.3 (May 1951), pp.690-696.
• Green, Louis C.,, Marjorie M. Mulder, Paul C. Milner, Margaret N. Lewis, John W. Woll, Jr., Eleanor K. Kolchin, and David Mace, "Analysis of the Three Parameter Wave Function of Hylleraas for the He i Ground State in Terms of Central Field Wave Functions", Physical Review 96, 319, 15 October 1954.
• Green, Louis C., Satoshi Matsushima, Cynthia Stephens, Eleanor K. Kolchin, Majorie M. Kohler, Yenking Wang, Barbara B. Baldwin, and Robert J. Wisner, "Effect on the Energy of Increased Flexibility in the Separable Factor of Hylleraas-Type Atomic Wave Functions from H− to O VII", Physical Review 112, 1187, 15 November 1958.
• Green, Louis C.; Matsushima, Satoshi; Kolchin, Eleanor K., "Tables of the Continuum Wave Functions for Hydrogen", Astrophysical Journal Supplement, vol. 3, November 1958, p.459.
• Green, Louis C., Cynthia Stephens, Eleanor K. Kolchin, et al., "He I Ground‐State Wave Function of the Form ψ=f(r1)f(r2)g(r12)", Journal of Chemical Physics 30, 1061 (1959).
• Green, Louis C., Eleanor K. Kolchin, Norma C. Johnson, "Wave Functions for the Excited States of Neutral Helium", Physical Review 139(2A):363-378, July 1965.
• Green, Louis C., Eleanor K. Kolchin, "Equi-density surfaces in synchronously rotating close binaries built on polytropic model ν=3", Astrophysics and Space Science, Issue 2, April 1973, pp.285-288.

Links (Updated July 31, 2017):

• The Face Of A 'Computer' from 1946, Huffington Post, interview of Eleanor Kolchin by Bianca Bosker, 25 February 2013 [locally archived article text].
• "The Internal Memo That Allowed IBM's Female Employees to Get Married", The Atlantic, 4 Feb 2013 [locally archived article text].
• Association for Computing Machinery Committee on Women, 2014 National Center for Women and Information Technology Pioneer Award (Facebook, May 21, 2014, same picture as above with caption: “Eleanor Kolchin, recipient of the NCWIT 2014 Pioneer Award. She was a computer! At 88, the only person in the room (I suspect) who actually programmed with plugboards.”)
• 2014 NCWIT Eleanor Kolchin Pioneer Award (video of speech by Krawitz-Kolchin).
• Eleanor Kolchin Profile, NCWIT Boca West Special Interest Club (2014) [locally archived article text].