Differenzmaschine
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Eine Differenzmaschine (engl. difference engine) ist ein mechanischer Computer zum Lösen polynomialer Funktionen. Da jede stetig differenzierbare Funktion durch ein Polynom approximiert werden kann, ist so eine Maschine deutlich vielseitiger einsetzbar, als es zunächst den Anschein hat.
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[Bearbeiten] Geschichte
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.
[Bearbeiten] Funktionsweise
Die Differenzmaschine konnte nur addieren. Subtraktion, Multiplikation und Division sowie komplexere Berechnungen konnten nur insoweit durchgeführt werden, soweit es möglich ist, 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 London Science Museum die Difference Engine No. 2 funktionsfähig nachgebaut. 2000 wurde der ebenfalls von Babbage entworfene Drucker fertiggestellt. Beide Geräte arbeiten einwandfrei.
Angeregt von Babbages Entwürfen bauten George und Edward Scheutz in Stockholm von 1834 bis 1858 verschiedene Differenzmaschinen. Eine davon wurde an die britische Regierung verkauft.
