databehandling

Praktiske hjelpemidler for beregningsoppgaver har vært i bruk lenge. Japanske og kinesiske eksperter på kuleramme regner stadig raskere enn konkurrenter med lommeregnere. Tannhjulsmaskiner til addisjon og subtraksjon ble bygd i Europa på 1600-tallet. Århundret etter ble det utviklet en maskin som også kunne multiplisere og dividere.

Bruk av beregninger til å vinne innsikt i naturfenomener ble demonstrert av René Descartes da han regnet ut lysbrytningen i flere tusen ulike innfallsvinkler gjennom kuler med samme brytningsindeks som vann, for å påvise at lysbrytning forklarer regnbuen.

I Storbritannia på 1800-tallet arbeidet Charles Babbage og Ada Lovelace først med en maskin som kunne beregne og skrive ut tabeller over polynomfunksjoner, før de satte seg som mål å bygge en allmenn regnemaskin. Polynom-maskinen er kjent som The Difference Engine fordi den beregner polynomer etter differensprinsippet, altså ved en serie addisjoner, uten å ty til multiplikasjon (se differensrekke). På Babbages tid var alle tabeller for navigasjon, astronomi, artilleri osv. beregnet ut fra polynomiske tilnærminger. The Difference Engine kunne ha trykket slike tabeller automatisk og uten feil. Maskinen ble realisert av en gruppe britiske studenter i 1989, og står i dag i Science Museum i London. Studentene brukte utelukkende den maskinteknologien som var kjent på Babbages tid.

Babbages visjon om en allmenn regnemaskin er bygd på prinsipper som ligger til grunn for dagens datamaskiner. Instruksene skulle lagres som program i maskinen, mellomresultater skulle oppbevares i et internt minne, og de ferdige resultatene skulle fremstilles i lesbar form. Men maskinen hadde ikke latt seg realisere med 1800-tallets tannhjulsteknologi.

Tannhjulsbaserte regnemaskiner, drevet med håndkraft eller elektrisitet, ble brukt helt til 1970-årene, og bygde på ti-tallssystemet. Elektroniske hjelpemidler, både lommeregnere og datamaskiner, regner internt i to-tallssystemet, der ulike spenningsnivåer eller magnetiseringer representerer tallene 0 og 1. Alle aritmetiske og matematiske beregninger gjøres om til serier av addisjoner. Blant beregningsoppgavene de første elektroniske datamaskinene ble satt til, var tabeller for artilleri og lignende militære behov.

Mot slutten av 1800-tallet var det vanskelig å trekke all den informasjon man ønsket ut av folketellingene i USA, fordi det ikke lot seg gjøre å organisere tellingen av undergrupper med bestemte kombinasjoner av egenskaper, på en måte som var både rask, effektiv og feilfri.

I 1884 søkte amerikaneren Herman Hollerith om patent på en maskin som kunne telle bunker av kort med bestemte kombinasjoner av hull (hullkort). En prototyp ble utprøvd fra 1886. I 1889 vant Hollerith kontrakten med den amerikanske regjeringen for folketellingen i 1890. Selskapet han grunnla vokste etter hvert til å bli IBM.

Hullkortmaskinene ble ganske utbredt. Andre patenter enn Holleriths, som tabulator-maskinene til nordmannen Fredrik Rosing Bull, førte også til dannelse av store internasjonale selskaper. I de første tre tiårene etter andre verdenskrig var hullkort et viktig medium for lagring av både program og data til elektroniske datamaskiner.

Opptelling og beregning lot seg gjennomføre maskinelt lenge før det kom på tale å bruke maskiner til arkiveringsoppgaver. I opptellinger og beregninger arbeider man skjematisk med et program, realisert ved at man justerer hullkortmaskinen eller kobler regnemaskinen internt etter et bestemt mønster, som skal virke på et sett med data, realisert som bunke med hullkort eller strimmel av perforert papir. Skillet ble opprettholdt også etter at program og data kunne dele de samme fysiske lagringsmediene. Poenget her er likheten mellom opptelling og beregning: Når program og data er klare, kjøres maskinen og man venter på svaret.

I arkivering er skillet mellom program og data mindre klart, og gevinsten ved maskinell behandling må ligge i tiden som kreves for å finne frem i, lagre og oppdatere store mengder informasjon. Arkivering omfatter både strukturert lager og gjenfinningsmetode. Dokumenter må ordnes fysisk etter bestemte prinsipper, og katalogiseres. Det må lages arkivkort, gjerne flere for hvert dokument, der de henvises til etter emne, forfatter, dato og andre kriterier.

Arkivering er vanskeligere å mekanisere enn opptellinger og beregninger. Det lot seg ikke gjøre før dataanlegg kunne utstyres med masselagre der informasjon kan søkes, finnes, lagres og oppdateres svært raskt. Siden 1970-årene har det i stigende utstrekning vært mulig å overføre både arkivkort og selve dokumentene til elektroniske arkiv (databaser). Prinsipper for datastrukturering er sammenarbeidet til en matematisk fundert teori om relasjonsdatabaser, det vil si arkiv der informasjon lagres slik at relasjoner mellom ulike typer informasjon er tatt hensyn til. Hovedprinsippet er at informasjon ikke skal registreres mer enn én gang, og at tabeller med ulik informasjon skal henvise til hverandre.

Moderne relasjonsdatabaser prosesserer transaksjoner, det vil si innkommende og utgående elementer av informasjon. I banksystemer kan meldinger om uttak fra konto komme fra minibankterminal, prosessering av brevgiro, fra betalingsterminal i en butikk osv. Arkivet skal gi informasjon om bevegelsene på kontoen og om status. Systemet som helhet består av en rekke delsystemer som både initierer transaksjoner og mottar transaksjoner fra andre deler av systemet. Et regnskapssystem håndterer alt fra bilagsføring til årsoppgjør. Moderne arkivsystemer er i høyeste grad også systemer for opptelling.

Når all informasjon utveksles elektronisk, er det fristende å lage programvare som tar seg av menneskelige gjøremål, for eksempel kjøp og salg av aksjer for å regulere et marked eller for å sikre marginale gevinster automatisk («program trading»). Slik programvare fikk mye av skylden for det internasjonale børskrakket i oktober 1987, og bruk og virkningsmåte er siden strengt regulert.

Fremveksten av internett siden midten av 1990-årene har gjort digitale arkiv umiddelbart tilgjengelige for alle og enhver, uavhengig av hvor man befinner seg. I praksis kan hele Internett betraktes som et verdensomspennende digitalt arkiv med bøker, dokumenter, nyheter, musikk og levende bilder, der informasjon distribueres raskt og effektivt, der kopier kan tas øyeblikkelig uten kvalitetsforringelser, slik at etablerte distribusjonsformer står for fall. Hittil er dette mest påtakelig for musikk- og videobransjen der man er avhengig av avspillingsutstyr som lett kan realiseres som programvare på en PC. Samtidig er mengder av klassisk skjønnlitteratur på en rekke språk gratis tilgjengelig på Internett, som fortjener betegnelsen «det universelle bibliotek».

Frem til begynnelsen av 1980-årene foregikk databehandling i store systemer der brukere satt ved terminaler som kommuniserte med store sentrale maskiner. All programvare og alle data fantes på stormaskinen. Fra terminalen til stormaskinen gikk bare en flom av tegn fra tastaturet; tilbake kom bare en flom av tegn til skjermen. Så ble PCer (personlige datamaskiner; personal computers) rimelige og kraftige nok til å tilby økt produktivitet i skriving, beregning og arkiv til mer begrenset bruk. De ble utstyrt med programvare for tekstbehandling, beregninger (regneark), håndtering av databaser og datagrafikk. Etter hvert kom også systemer for trykksakfremstilling («desktop publishing»), statistikk og konstruksjon. Kommunikasjonsprogrammer gjorde det mulig å koble PCer til hverandre, og til store maskiner for å utveksle informasjon eller emulere (virke som) terminaler.

Fra slutten av 1980-årene ble det alminnelig å koble PCer sammen i nettverk (lokalnett) og å koble nettverk sammen med andre nettverk og med store datamaskiner (se datakommunikasjon). Stormaskinenes rolle i administrative miljøer er blitt svært endret, og man snakker heller om klienter (f.eks. PCer og andre maskiner som betjenes direkte av en bruker) og tjenere eller servere som forsyner klientene med informasjon og datakraft.

I enkle, lokale nettverk gis ikke brukerne adgang til annet enn felles resurser som skrivere og disklagre. I miljøer konstruert etter klient/tjener-modellen deles oppgavene mellom brukerens maskin og den sentrale maskinen. Tjeneren styrer for eksempel selve databasen, mens klientens programvare avgjør hvordan informasjonen sluttprosesseres og fremstilles. Midt i 1990-årene ble det foreslått å spalte tjenerrollen slik at den sentrale datamaskinen utelukkende konsentrerer seg om databasen, mens applikasjonsservere fastholder «kjørereglene», dvs. hvem som har lov til å gjøre hva med hvilken informasjon og hvordan, og klientene utelukkende tar for seg problemfrie operasjoner på ikke-ødeleggbare data. Dette gir brukerne større frihet til å utforske betydningen av ulike bevegelser i et større datagrunnlag, og åpner dermed for nye systemer til å vinne innsikt i tall og trender. Se også klient/tjener-teknologi.

Den nærmest eksplosive utviklingen av internett siden midten av 1990-årene peker på en fremtid der informasjon og datakraft kan flyte tilnærmet fritt på et universelt tilgjengelig nettverk, og der lokale nettverk kan betraktes som virtuelle delmengder av det universelle. Etter slike scenarier vil behovet for klient-prosessorkraft reduseres drastisk, fordi selve nettverket vil være kilde til både informasjon, kommunikasjon og datakraft. Det vil da ikke trengs annet enn en terminal: Man logger seg på «Nettet» og gjenfinner der sitt virtuelle arbeidsbord, uansett hvor man befinner seg geografisk.

Bruken av Internett-teknologi innen alle slags nettverk gjør at klient-tjener-modellen etter hvert betraktes som avleggs. Nå er den korrekte modellen å legge opp til «tynne klienter», det vil si nettlesere som kan kjøres på rekke ulike plattformer og apparattyper. Disse tynne klientene får servert sine programmer fra såkalte applikasjonstjenere som formidler data mellom databasen og de tynne klientene.