Differenzmaschine

Differenzmaschine im Computer History Museum

Eine Differenzmaschine (englisch difference engine) ist ein mechanischer Computer zum Lösen polynomialer Funktionen. Da jede stetig differenzierbare Funktion durch ein Polynom angenähert werden kann (Approximation), ist eine derartige Maschine vielseitig einsetzbar.

Geschichte

Erste Differenzmaschine von Charles Babbage von 1832 im Londoner Science Museum.

Das erste dieser Geräte wurde 1786 von Johann Helfrich von Müller entwickelt, es wurde jedoch niemals gebaut. Ein weiterer Vorläufer einer Addiermaschine war Leibniz' Staffelwalzenmaschine aus dem 17. Jahrhundert, welche ihrerseits von der Pascaline inspiriert war, die Blaise Pascal 1642 entwickelt hatte. Die Konzepte gerieten in Vergessenheit. 1822 wurden sie von Charles Babbage wiederbelebt. Ein Prototyp, der quadratische Funktionen berechnen konnte, wurde 1832 fertiggestellt. Diese Maschine verwendete das Dezimalsystem und wurde durch das Drehen einer Kurbel angetrieben. Die britische Regierung finanzierte das Projekt zunächst, stellte aber später die Unterstützung ein.

Funktionsweise

Nahaufnahme des Nachbaus der Difference Engine No. 2.

Die Differenzmaschine konnte nur addieren. Subtraktion, Multiplikation und Division sowie komplexere Berechnungen konnten nur insoweit durchgeführt werden, soweit es möglich war, sie durch mathematische Kunstgriffe auf eine Serie von Additionen zurückzuführen.

Nachdem Charles Babbage das Konzept seiner deutlich vielseitigeren Analytischen Maschine entwickelt hatte, wandte er sich wieder den Differenzmaschinen zu und entwarf zwischen 1847 und 1849 ein verbessertes Modell, die Difference Engine No. 2. Diese konnte jedoch damals wegen der unzureichenden technischen Möglichkeiten nicht verwirklicht werden. Sie war dafür ausgelegt, Polynome des 7. Grades auf 31 Stellen zu berechnen.

Erst zwischen 1989 und 1991 wurde im Londoner Science Museum die Difference Engine No. 2 funktionsfähig nachgebaut. 2000 wurde der ebenfalls von Babbage entworfene Drucker fertiggestellt. Beide Geräte arbeiten einwandfrei. Am 10. Mai 2008 wurde die erste vollständige Rekonstruktion der von Babbage entworfenen Maschine der Öffentlichkeit im kalifornischen Computer History Museum vorgestellt.^[1] Das Gerät ist etwa fünf Tonnen schwer und wurde aus 8000 Bronze- und Gussteilen zusammengesetzt.

Angeregt von Babbages Entwürfen bauten Georg und Edvard Scheutz in Stockholm von 1834 bis 1858 verschiedene Differenzmaschinen. Eine davon wurde an die britische Regierung verkauft.

Weblinks

 Commons: Differenzmaschinen – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• The London Science Museum exhibition on the Difference engine (englisch)

Einzelnachweise

1. ↑ Webseite des Museums: „An identical Engine completed in March 2008 is on display at the Computer History Museum“