Difference Engine — ранняя вычислительная машина, едва не ставшая первым компьютером, спроектированная и частично построенная в 1820-30-е годы Чарльзом Бэббиджем. Бэббидж был английским математиком и изобретателем; он изобрел корову, реформировал британскую почтовую систему, а также был пионером в области исследования операций и актуарных наук. Именно Бэббидж впервые предположил, что погоду прошлых лет можно узнать по кольцам деревьев. Он также всю жизнь увлекался ключами, шифрами и механическими куклами (автоматами).
Будучи членом-основателем Королевского астрономического общества, Бэббидж видел явную необходимость в разработке и создании механического устройства, которое могло бы автоматизировать долгие и утомительные астрономические вычисления. Он начал с того, что в 1822 году написал письмо президенту Королевского общества сэру Хамфри Дэви о возможности автоматизации построения математических таблиц — в частности, таблиц логарифмов для использования в навигации. Затем он написал доклад «О теоретических принципах машин для вычисления таблиц», который он прочитал обществу в том же году. (Эта работа получила первую Золотую медаль Королевского общества в 1823 г.) Используемые в то время таблицы часто содержали ошибки, которые могли стать вопросом жизни и смерти для моряков в море, и Бэббидж утверждал, что, автоматизировав производство таблиц, он сможет гарантировать их точность. Заручившись поддержкой общества в отношении своего дифференциального двигателя, как он его назвал, Бэббидж обратился к британскому правительству за финансированием разработки, получив один из первых в мире правительственных грантов на исследования и технологические разработки.
Бэббидж подошел к проекту очень серьезно: он нанял мастера-механика, организовал огнеупорную мастерскую и создал пыленепроницаемую среду для тестирования устройства. До тех пор вычисления редко производились более чем на 6 цифр; Бэббидж планировал регулярно выдавать 20- или 30-значные результаты. Difference Engine был цифровым устройством: он оперировал дискретными цифрами, а не гладкими величинами, и цифры были десятичными (0-9), представленными позициями на зубчатых колесах, а не двоичными цифрами («битами»), которые немецкий математик-философ Готфрид Вильгельм фон Лейбниц предпочитал (но не использовал) в своем Step Reckoner. Когда одно из зубчатых колес поворачивалось от 9 к 0, следующее колесо продвигалось на одну позицию, перенося цифру, как это делал калькулятор Step Reckoner Лейбница.
Однако Difference Engine был не просто калькулятором. Он механизировал не просто одно вычисление, а целую серию вычислений по нескольким переменным для решения сложной задачи. Он значительно превосходил калькуляторы и в других отношениях. Как и современные компьютеры, Difference Engine имел хранилище, то есть место, где данные могли временно храниться для последующей обработки, и был предназначен для штамповки своих результатов в мягком металле, который впоследствии мог быть использован для изготовления печатной формы.
Тем не менее, Difference Engine выполнял только одну операцию. Оператор устанавливал во все регистры данных исходные данные, а затем эта операция многократно применялась ко всем регистрам, в результате чего получалось решение. Тем не менее, по сложности и смелости конструкции он превосходил все существовавшие тогда вычислительные устройства.
Полноценный двигатель, рассчитанный на комнатные размеры, так и не был построен, по крайней мере, Бэббиджем. Хотя он получил несколько правительственных грантов, они были нерегулярными — правительства менялись, финансирование часто заканчивалось, и ему приходилось лично нести некоторые финансовые расходы, и он работал с допусками или почти с допусками строительных методов того времени и столкнулся с многочисленными строительными трудностями. Все работы по проектированию и строительству прекратились в 1833 году, когда Джозеф Клемент, машинист, ответственный за создание машины, отказался продолжать работу, если ему не будет выплачена предоплата. (Законченная часть дифференциального двигателя находится на постоянной экспозиции в Музее науки в Лондоне). См. также «Аналитический двигатель».
