Differenssikone

Babbagen pojan isänsä differenssikoneen osista vuonna 1879 rakentama differenssikoneen toimiva yhteenlaskuosa.

Lontoon tiedemuseon rakentama Babbagen differenssikone nro 2.

Differenssikone (engl. Difference Engine), joka tunnetaan myös nimellä differentiaalikone, on mekaaninen laskukone, joka on tarkoitettu polynomifunktiotaulukoiden automaattiseen tuottamiseen. Koska myös muunlaisia funktioita voi approksimoida polynomifunktioilla, voi differenssikoneella tuottaa myös esimerkiksi logaritmi- ja sinitaulukoita. Tarve taulukoiden koneelliseen laskemiseen oli ennen varsinaisten tietokoneiden aikaa ilmeinen, sillä käsin laskeminen vaati paljon työvoimaa ja taulukoihin saattoi siitä huolimatta tulla kohtalokkaita virheitä.

Differenssikoneen ajatuksen esitti ensimmäisenä J. H. Müller vuonna 1786. Varsinaista laitetta ei kuitenkaan rakennettu ja keksintö unohtui useiksi vuosikymmeniksi. Nimitys differenssikone tulee koneen käyttämästä numeerisesta likiarvojen laskentaan tarkoitetusta differenssimenetelmästä.

Vuonna 1822 tietokoneen idean isänä pidetty Charles Babbage esitti suunnitelman differenssikoneesta Royal Astronomical Societylle, joka myönsi siihen rahoituksen 1823. Babbage alkoi rakentaa konetta, ja työ kesti useita vuosia, mutta kone ei valmistunut. Toisaalta syynä olivat perheasiat ja toisaalta Babbagen halu rakentaa paljon kunnianhimoisempi kone, analyyttinen kone. Vuonna 1823 aloitettu differenssikone nro 1 olisi sisältänyt 25 000 osaa. Osista valmistettiin puolet ja niistäkin vain murto-osa käytettiin demoversion tekemiseen, joka on ainoa säilynyt osa ja vielä toimintakuntoinen. Muut osat joutuivat romuksi ja piirustukset ovat säilyneet puutteellisina. Suunnitellessaan analyyttistä konetta Babbage laati differenssikoneen parannetun version piirustukset, jotka ovat säilyneet. Lontoon tiedemuseo rakensi vuosina 1989–1991 Babbagen differenssikone nro 2:n alkuperäisten piirustusten pohjalta, ja se todettiin täysin toimivaksi.

Ensimmäinen toimiva differenssikone rakennettiin kuitenkin jo 1800-luvulla. Ruotsalainen keksijä Per Georg Scheutz innostui Babbagen ideasta ja rakensi suunnilleen pianon kokoisen laitteen vuonna 1853. Laite esiteltiin Pariisin maailmannäyttelyssä 1855 ja myytiin Britanniaan 1859. Scheutz rakensi 1860 vielä toisen differenssikoneen, joka myytiin Yhdysvaltojen hallitukselle. Kumpaakin laitetta käytettiin logaritmitaulukoiden laskemiseen.

Vuonna 1875 niin ikään ruotsalainen Martin Wiberg rakensi parannellun differenssikoneen, joka oli pienempi ja tuotti täydellisempiä taulukoita.

Differenssikoneet eivät olleet varsinaisia tietokoneita, koska ne rajoittuivat toiminnaltaan tietynlaisiin erikoistehtäviin, mutta ne olivat kuitenkin tärkeä kehitysaskel tietotekniikan varhaishistoriassa.

Scheutzin kolmas differenssikone

Katso myös

• Differentiaalianalysaattori

Aiheesta muualla

• Computer History Museumin (Mountain View, Kalifornia) näyttely Babbagesta ja differenssikoneesta. (englanniksi)
• Lontoon tiedemuseon näyttely differenssikoneesta. (englanniksi)
• Meccano differenssikone #1. (englanniksi)
• Meccano differenssikone #2. (englanniksi)
• Differenssikone Legoista. (englanniksi)
• Differenssikoneen toiminta animoituna.
• Difference Engine No1 - Powerhouse Museum, Sydney. (englanniksi)

Lähteet

• Haataja Juha, Järvinen Jari, Koponen Jari, Råback Peter: Laskennallinen tuotekehitys, Suunnittelun uusi ulottuvuus. CSC-Tieteellinen laskenta Oy, 2000, 2002. ISBN 952-9821-65-4. Teoksen verkkoversio (.pdf) (viitattu 4.2.2012).