1822年，法国的盖·吕萨克和阿拉戈利用电流的磁效应，把通电导线绕在软铁上，使一块普通的软铁变成了磁铁。几年后，美国的亨利在此基础上发明了磁性强大的电磁铁，利用电磁铁的原理，人们制成了继电器。继电器是在机电式计算机上第一个派上用场的电器部件。
遥控玩具或者家用电器的遥控装置，大多数都离不开继电器。继电器是一种开关，不过它的开启与闭合不是靠人手去拨弄，而是靠微弱的电流。这种弱电流通过一个电磁铁的线圈，使电磁铁磁化并将一个衔铁吸下。衔铁连着一个开关，就可使得另一个大电流接通或断开。有了继电器，一个微弱的电流就可以控制一个大电流的开断。而微弱电流本身的开断不一定需要我们用手去拨动，它可以通过其他各种手段达到，比如无线电信号、导电的水、能导电的人体等。因此，继电器在各种控制电路中有着广泛的应用。
计算机的研制者们欣喜地发现，继电器的应用还有潜力可挖，它可以用来计数。它有开和关两种状态，就可以用来表示二进制中“0”和“1”两个数，用多个继电器就可以记录多位的二进制数。正是因为继电器具备这样的特性，所以，后来在机电式计算机中发挥了关键作用。
随着电与人类关系的逐步密切，许多人开始考虑将电学成果应用于计算技术。而在这方面首先取得实质性进展的是霍利瑞斯制表机。
它的设计人霍利瑞斯既不是工程师，也不是科学家，而是一名普普通通的统计人员。
霍利瑞斯是美籍德国移民的后裔，毕业于哥伦比亚大学附属专科学校，他曾在美国人口调查局工作过，对统计工作的特点和艰巨性非常了解。
当时的美国每隔几年就要做一次人口调查，调查的项目十分详细，光是按年龄的划分就有10类：5岁以下、6-10岁、11-20岁、21-30岁、……直到80岁以上年龄段。大家知道，美国人口主要是由移民组成的。18世纪末、19世纪初，美国的人口还不多，广大的西部还都是人烟稀少的森林、草原和沼泽地，这个时期做人口统计当然没有太大的困难。随着人口的迅速繁衍和大规模移民潮的涌入，美国人口剧增，这就使得人口调查和统计工作的难度一次次增加。
大量的人口资料堆积如山，使统计工作者望而生畏，以致1880年的人口调查统计任务一直拖到1887年也没有结果。霍利瑞斯制表机就是在这种背景下应运而生的。
一天，霍利瑞斯和一位在人口调查局工作的官员比灵斯聊天，几句话就扯到了令人厌烦而又无法回避的人口调查问题上，两个人开始发牢骚，比灵斯更是抱怨不停。念了一阵苦经之后，比灵斯忽然提到一个他已考虑了多日的设想，那就是使用穿孔卡片帮助统计。让每个接受调查的人都使用相同规格的硬纸卡片，按照不同的个人情况在不同的位置上穿孔，然后使用一种特殊的机器把这些信息读出并加以统计，至于机器如何设计他就不得而知了。
比灵斯的设想给霍利瑞斯以极大的启发，激起了霍利瑞斯的创造灵感，使他仿佛看到了解决问题的曙光。他过去听说过提花编织机上穿孔卡的故事，那件事发生在1728年。一位法国工程师发明了一种自动提花织布机，其中设计了一连串长长的穿了孔的卡片，让卡片转动，使得那些与卡片上的洞眼正好对着的织针顺利通过；而不相对的织针通不过。这样，纱线就织出了规定好的花纹。现在已是19世纪末，时代不同了，要求也不一样。霍利瑞斯懂得，仅用机械的方法显然会黔驴技穷，只有配上最新的电工技术才会使问题得到解决。
那时候，电工技术在美国是一样很时髦的手艺，霍利瑞斯虽然没有专门学过电学，但对电工技术还是很内行的，因为他常在业余时间摆弄各种电器。在同事、家人、邻居的心目中，他可是个热心而又能干的人。最后，他将弱电流技术和过去的穿孔卡片技术融为一体，设计制造了可用于人口调查的制表机。
霍利瑞斯制表机主要由五个部分构成：接受压力机、继电器、计数器、分类盒、电池。制表机上阅读穿孔卡片的设计别具匠心，现在我们就以一个孔的位置为例介绍一下。先将卡片平放在相应位置上，孔的位置上方是一根带弹簧的金属棒，下方是一个水银杯。工作时，金属棒被轻轻地压下来，如果该位置上没有孔，金属棒被卡片纸挡住下不来，不能出现后续动作。
反之，由于该位置事先已穿好了孔，金属棒就“长驱直入”地插入下方水银杯中。
水银和金属棒都是导体，它们接触以后，就好比接通了开关，形成了回路，产生电流。由于所加的电压低，形成的电流很弱，不会产生损坏制表机的电火花，也不会对人体造成伤害。
另一方面，电流虽弱，但可以使继电器吸合，产生大电流。大电流使相应的计数器加1，这样就完成了此项目的一个人的统计。这种设计实在太巧妙了！金属棒有很多根，它的数目由统计项目和分类的多少来决定。
其实在今天，我们仍然有不少表格需要填写，像中学生升学填表，大学生毕业填表，甚至有时在考试中也有用填表作为答案的。不过，今天不用再穿孔，而只要你在相应位置上用笔涂黑就行。读表的装置也比那时高明得多了，用的是光电阅读器，它可算是穿孔卡片方法的“直系后裔”了。
美国的人口统计机关当时曾征集过能加快统计速度的发明，除霍利瑞斯以外，还有两名应征者。他们采用了颜色卡片，但分类和计算仍依靠手工，与霍利瑞斯的发明相比真是相形见绌，霍利瑞斯成了竞争中的唯一胜利者。
有了制表机的武装，人口调查的难题自然迎刃而解。1890年，共做了6300万人的调查登记，资料汇总到首都华盛顿以后，一个月就完成了统计制表工作。而1880年，仅作了5000万人的调查登记，统计制表工作花了7年半的时间，还多花了几百万美元。
人们对制表机的成功大加赞赏许多大企业的会计业务、产品统计都竞相仿效，后来还风行于世界各地，奥地利、加拿大、挪威、俄国等都改用制表机进行人口调查。霍利瑞斯制表机，尤其是它的读写卡片装置的巧妙设计，对以后的机电式计算机和电子计算机的研制都有极大的影响。
