Kalkylator

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 15 december 2021; kontroller kräver 34 redigeringar .

Kalkylator ( lat.  calculātor "räknare") - en elektronisk datorenhet för att utföra operationer på tal eller algebraiska formler .

Räknaren har ersatt mekaniska beräkningsanordningar , såsom kulram , kulram , glidregler , mekaniska eller elektromekaniska räknemätare , såväl som matematiska tabeller (främst logaritmtabeller ).

Beroende på kapacitet och avsedd användningsområde delas miniräknare in i enkla, redovisningsmässiga, tekniska (vetenskapliga), ekonomiska. Programmerbara miniräknare särskiljs vanligtvis i separata klasser , vilket gör det möjligt att utföra komplexa beräkningar enligt ett förinställt program, samt grafiska miniräknare som stödjer konstruktion och visning av grafer . Specialiserade miniräknare är utformade för att utföra beräkningar i ett ganska smalt område ( ekonomisk , konstruktion, etc.)

Genom design kan miniräknare vara stationära eller kompakta (ficka). Vissa modeller har gränssnitt för att ansluta en persondator , skrivarenhet , extern minnesmodul eller andra externa enheter. Moderna persondatorer , mobiltelefoner , handdatorer och till och med armbandsur kan ha kalkylatorliknande program .

Termen "kalkylator" syftar också på specialiserade program som är inbäddade i webbplatser (till exempel "kaloriräknare", "klädstorleksräknare" etc.) eller i hushållsapparater (till exempel kan en enkel medicinsk miniräknare byggas in i en sportsimulator ).

Etymologi

Det latinska ordet kalkylator "räknare, revisor" kommer från verbet calculo "jag räknar, jag räknar", som i sin tur kommer från ordet kalkyl "sten" (stenar användes för att räkna); calculus är en diminutiv av calx "lime".

I Sovjetunionen användes termen "mikrocalculator" för att hänvisa till en liten elektronisk datorenhet, som först användes 1974 för " Elektrnika B3-04 " mikrokalkylatorn. Både stationära och mikrokalkylatorer kallades officiellt "EKVM" ( förkortning elektroniska tangentbordsdatorer ) [1] . För närvarande används termen "miniräknare" för både skrivbords- och fickräknare, men termen "mikroräknare" kan också användas i förhållande till samma enheter, så dessa termer kan betraktas som synonyma.

Typer av miniräknare

Historik

Datorernas historia, inklusive miniräknare, börjar traditionellt med Pascals summeringsmaskin , skapad 1643 av Blaise Pascal , och Leibniz adderingsmaskin , som uppfanns 1673 av den tyske matematikern Gottfried Wilhelm Leibniz . År 1876 skapade den ryske matematikern P. L. Chebyshev en summeringsapparat med en kontinuerlig överföring av tiotal. 1881 designade han också ett prefix för multiplikation och division ( Chebyshev adderingsmaskin ). Massproduktionen av mekaniska räkneautomationsanordningar började i slutet av 1800-talet : att lägga till maskiner , tabulatorer och lägga till maskiner blev en verklig hjälp i redovisning, statistik och tekniska beräkningar.

Elektroniska tangentbordsenheter skapades på 1950-talet med först reläer och sedan halvledarkomponenter . De första sådana enheterna var storleken på ett skåp och vägde mer än hundra kilo. Så 1957 släppte Casio en av de första serieräknarna 14-A [6] . Den utförde fyra aritmetiska operationer på 14-bitars decimaltal. Konstruktionen använde ett relä, vägde 140 kg och gjordes i form av ett bord med en piedestal-datorenhet, tangentbord och display, och förbrukade 300 W under drift [7] .

1961 lanserade Storbritannien den första masstillverkade helelektroniska miniräknaren  ANITA MK VIII med en 11-siffrig gasurladdningslampa, ett komplett tangentbord för inmatning av ett nummer + tio tangenter för att mata in en multiplikator. I Sovjetunionen 1964 släpptes den första inhemska seriella elektroniska räknaren " Vega " [8] , i USA samma år dök en massiv all-transistor- räknare FRIDEN 130 (4 register, omvänd polsk notation ) upp.

Solid-state miniräknare blev snabbt mer komplexa. 1965 släppte Wang Laboratories räknaren Wang LOCI-2 , som kunde beräkna logaritmer , Casio introducerade den första räknaren med inbyggt minne "Casio 001" (mått 37 × 48 × 25 cm, vikt 17 kg), och Olivetti släppte "Programma 101" - den första räknaren som kunde spara ett program och utföra beräkningar på det upprepade gånger. 1967 introducerade Casio sin stationära programmerbara miniräknare AL-1000 , och produktionen av EDVM-P, en miniräknare med beräkning av transcendentala funktioner, började i Sovjetunionen. Slutligen, 1969, släppte Hewlett-Packard den stationära programmerbara vetenskapliga kalkylatorn HP 9100A. Den implementerade inbyggda operationer för att beräkna alla grundläggande matematiska funktioner, den hade 16 extra minnesregister, programminne för 192 steg och tillät att skriva program med komplex logik. Det var försett för anslutning av en datalagringsenhet på magnetkort, en specialiserad skrivare och en gränssnittsmodul för utmatning av data till en IBM-skrivare. Separat såldes en minnesexpansionsenhet med en volym på 3472 programsteg eller 248 minnesregister (minnet fördelades mellan program och register, beroende på behov). Miniräknaren ställdes på bordet och vägde ca 18 kg. HP 9100A och dess utökade version, HP 9100B, var förmodligen de mest avancerade diskreta halvledarräknare.

Små dator- och fickräknare har tillverkats sedan 1970, efter tillkomsten av integrerade kretsar , som drastiskt minskade storleken, vikten och strömförbrukningen för elektroniska enheter. 1970 började Sharp och Canon sälja miniräknare som kunde hållas i handen (vikt ca 800 g). 1971 dök den första riktigt ficka (131×77×37 mm)  Bomwar 901B- kalkylatorn upp ; den utförde 4 aritmetiska operationer, hade en LED- skärm och kostade $240.

1972 släppte Hewlett Packard HP -35  , den första tekniska fickräknaren som stöder direkta och inversa trigonometriska funktioner, logaritmer och antilogaritmer, rotning och höjning till en godtycklig makt; RPN-logik med fyra operationsregister användes, det fanns ett extra minnesregister. Modellen var mycket populär, över 300 000 exemplar såldes på 3,5 år till ett pris av 395 USD (cirka 2366 USD i 2018 års priser). HP-35 var förfadern till en hel familj av Hewlett Packard-räknare som använder RPN, och gick in i den IEEE-stödda " IEEE-milstolpar"-listan över historiskt betydelsefulla uppfinningar och enheter inom området elektroteknik och elektronik. År 2007, specifikt till minne av denna modell, släppte företaget en miniräknare som heter " HP-35s " - en icke-grafikteknisk programmerbar kalkylator med RPN-logik, som behåller, så långt det är möjligt, den övergripande layouten för HP-35 och har en viss likhet med den.

1973 dök Sharp EL-805- kalkylatorn ut till försäljning , där en LCD -skärm användes för första gången , 1978 - en Casio Mini-korträknare (3,9 mm tjock). 1979 släppte Hewlett Packard den första räknaren med en alfanumerisk display - HP-41C , programmerbar, med möjlighet att ansluta ytterligare moduler - RAM, ROM, streckkodsläsare , magnetbandskassetter, disketter, skrivare, etc. 1985 första programmerbara miniräknare med en grafisk display Casio FX-7000G dök upp .

I allmänhet, under andra hälften av 1980-talet och det följande decenniet, pågick en process för att minska kostnaderna för miniräknare och minska deras energiförbrukning . Avsevärt ökade batteritiden för miniräknare. Drivna av solpaneler och LCD-skärmar från exotiska har flyttat in i kategorin vanlig utrustning, samtidigt har miniräknare med LED-indikatorer praktiskt taget försvunnit från användning (med undantag för enskilda skrivbordsmodeller).

Trots den utbredda användningen av datorer, inklusive bärbara sådana, samt prylar med stor datorkraft ( smarttelefoner , surfplattor , mini-laptops, till och med klockor ), fortsätter räknare att vara efterfrågade på marknaden under 2000-talet. Efterfrågan minskar endast för de enklaste fickkalkylatorerna, som används för enstaka hushållskalkyler. [4] Det är inte ovanligt att observera en situation där en användare som arbetar vid en kraftfull dator håller en miniräknare på bordet och kommer åt den med jämna mellanrum. Fördelen med "riktiga" miniräknare fortsätter att vara ergonomi utformad för en specifik tillämpning, enkel hantering, ett minimum av nödvändiga serviceoperationer, portabilitet och lång batteritid.

Funktionaliteten hos miniräknare har inte förändrats mycket sedan slutet av 1900-talet. En grundläggande innovation var tillgången på toppmodeller av vetenskapliga miniräknare med symboliska algebrasystem. Beräkningshastigheten och mängden minne för programmerbara miniräknare har växt, de språk som används har blivit mer komplicerade och möjligheterna har ökat. Sjusegmentsindikatorn bevaras endast i de enklaste miniräknare; i vetenskapliga ger den plats för en fullfjädrad grafisk (ofta färg) display. Tillgången till billiga LCD-skärmar gjorde det möjligt att inte bara mer naturligt visa formlerna som ges i vanliga vetenskapliga miniräknare, utan också att skapa en ny klass av miniräknare - grafiska sådana, som gör det möjligt att visa resultaten av beräkningar i grafisk form. Också på senare år har pekskärmar dykt upp på tekniska miniräknare.

I det ryska imperiet/USSR/Ryssland

Förutom de vanliga ryska kontona var den första masstillverkade enheten för automatisering av beräkningar i Ryssland Odners adderingsmaskin . Tillsatsmaskinen uppfanns 1874 och har masstillverkats sedan 1890 vid St. Petersburgs mekaniska fabrik. Modellen visade sig vara så framgångsrik att den tillverkades i nittio år, fram till slutet av 1970-talet, med endast mindre förbättringar ( Felix-M- modellen ).

På 1950 -talet lanserades massproduktion av elektromekaniska miniräknare med en elektrisk drivning i Sovjetunionen - modellerna Bystritsa, VMM, VMP etc. 1964 utvecklades den första helt elektroniska skrivbordsräknaren i Sovjetunionen " Vega " och började massvisa produktion. , som använde diskreta halvledare och minne på ferritelement [9] .

Den första sovjetiska kalkylatorn gjord med mikrokretsar är Iskra 111T . Programmerbara miniräknare började tillverkas 1972 med skrivbordet " Iskra 123 ". 1974 släpptes den första fickkalkylatorn - " Electronics B3-04 "; det var i samband med honom som termen "mikroräknare" först användes. Elektronika B3-18 blev den första sovjetiska maskinkalkylatorn : efter att ha börjat säljas 1976 modifierades den två gånger (B3-18A och B3-18M) och tillverkades fram till mitten av 1980-talet. Från andra hälften av 1970-talet behärskades produktionen av miniräknare av alla typer och ändamål i Sovjetunionen; det totala antalet typer av sovjetiska miniräknare är cirka hundra, bland dem finns det både analoger av västerländska modeller och helt egna utvecklingar.

Den första programmerbara miniräknaren i Sovjetunionen var " Elektronika B3-21 " tillverkad sedan 1977; använde RPN- logik med två operationsregister, minne för 13 register och 60 programsteg. Kalkylatorn blev förfader till serien, som förutom den inkluderade skrivbordsräknare MK-46 , MK-64 , MC-1103 , kompatibla i arkitektur och kommandosystem, med ytterligare funktioner - de kunde fungera som ett sätt att kontrollera produktionsprocessen, för vilken de hade ett ingångssystem med en spänningsmätare för 8 kanaler och en extra indikator för att visa avvikelsen för det uppmätta värdet från det beräknade.

1979 dök den programmerbara räknaren B3-34 upp , tillverkad i ett fall som liknar B3-21, men betydligt överlägsen i kapacitet och inkompatibel när det gäller kommandosystemet. Senare dök dess funktionella analog MK-54 upp , där oförpackade mikrokretsar användes, på grund av vilka storleken, vikten och priset reducerades. MK-56  - stationär version av MK-54. Alla tre modellerna är helt mjukvarukompatibla, flera välkända referensböcker med program för vetenskapliga och tekniska beräkningar släpptes för dem, liksom en serie artiklar i de populära tidskrifterna " Technology for Youth " och " Science and Life ", lära ut programmering, beskriva funktionerna hos miniräknare och innehålla exempel på program, från tekniska till spel. 1985 dök två nya modeller av samma serie upp, MK-61 och MK-52 , med utökade funktioner och utökat minne. MK-52 hade inbyggt icke-flyktigt minne för lagring av program eller data och tillät anslutning av minnesexpansionsenheter (PDU) med programbibliotek. År 1985 publicerade förlaget " Nauka " den första upplagan av den mest massiva uppslagsboken i Sovjetunionen om beräkningar på mikroräknare prof. V. P. Dyakonov uppgick cirkulationen av alla tre upplagorna av boken till 1,05 miljoner exemplar.

Sedan 1986 har Electronics MK-85- kalkylator (modifiering - MK-85M), programmerbar i BASIC-språket , producerats . Efter Sovjetunionens kollaps avbröts den egna produktionen av miniräknare i Ryssland helt och har inte återställts till denna dag. Med bokstavligen isolerade undantag (till exempel producerade av enstaka exemplar av MK-161 ) är alla miniräknare på den ryska marknaden utlandstillverkade [4] .

Konstruktion

En typisk miniräknare har en display (indikator), ett tangentbord, tillverkat i ett enda fodral, som även innehåller räknarens elektroniska krets och batterier.

Visa

Som display i moderna miniräknare används främst indikatorer på flytande kristaller ( LCD ). Professionella bokföringsräknare finns med både LCD och vakuumlysrör (den senare förbrukar mycket mer elektricitet, men den syns tydligt i svagt omgivande ljus).

Beroende på syftet med räknaren visas information om följande typer av indikatorer:

Tangentbord

Tangentbordet på räknare innehåller tangenter (knappar), tryckning som ger inmatning av siffror och utförandet av operationer och funktioner. Tangentbordet innehåller åtminstone följande tangenter:

Utöver de angivna obligatoriska nycklarna kan räknaren innehålla (och vanligtvis innehålla) fler eller färre nycklar för beräkning av funktioner, arbete med minnesregister och styrning av beräkningsordningen. Att trycka på sådana tangenter leder till utförandet av motsvarande operation eller beräkningen av funktionen som anges på den, från numret som visas på räknarens indikator. Listan över funktioner som stöds bestäms av kalkylatormodellen. Miniräknare med algebraisk beräkningslogik har också konsoltangenter .

I de enklaste miniräknare motsvarar en tangent en funktion . Med en ökning av antalet stödda funktioner börjar tangentbordet växa oacceptabelt, därför, i tekniska miniräknare som stöder från tiotals till hundratals funktioner, fungerar tangentbordet eller en del av det i ett kombinerat läge: två eller flera funktioner motsvarar en nyckel, en av beteckningarna appliceras på själva nyckeln, den andra - ovanför henne (ibland är den tredje bredvid den andra). I detta fall placeras modifieringstangenten "F" på tangentbordet (även känd som "Shift" eller "2nd " ). Om du trycker på den här tangenten omedelbart innan du trycker på dubbelfunktionstangenten fungerar inte huvudfunktionen utan extrafunktionen för den sista tangenten. Ibland kan tre eller fyra funktioner tilldelas en tangent, i sådana fall skrivs beteckningarna på toppen, botten, sidan av tangenten, på den i en annan färg, och så vidare, och specialtangenter används för att ange den tredje eller fjärde funktionen (till exempel " 3 rd » eller "K"). Det är också möjligt att växla räknarens driftslägen och välja vilken funktion som ska utföras beroende på läge. Till exempel kan en tangent utföra den vanliga trigonometriska funktionen, efter att ha tryckt på "F" - det omvända; men samtidigt kan räknaren växlas till det statistiska beräkningsläget med hjälp av en separat knapp eller omkopplare, i vilket fall samma tangent anropar ett av de statistiska bearbetningskommandona.

I vissa modeller, som TI-30X Pro, är namnen på flera funktioner tryckta på en knapp, och önskad funktion väljs genom att trycka på knappen flera gånger i följd tills önskad funktion visas på displayen.

Kalkylatorns tangentbord är designat för att fungera med det med en hand, så kombinationer av flera samtidigt nedtryckta tangenter används nästan aldrig. Ett undantag kan vara mycket sällan använda tjänsteoperationer (till exempel operationen att rensa allt minne i en kalkylator med ett stort antal register).

Processor och minne

Processorn och minnet hos moderna miniräknare är fysiskt elektroniska mikrokretsar med en stor och extra stor grad av integration. Miniräknare använder både specialiserade mikrokretsar och universella. Till exempel använder TI-89-seriens miniräknare en typisk Motorola 680x0 -familjeprocessor , som används ofta i mobila enheter och inbyggda system. En betydande del av miniräknare använder den interna representationen av siffror i form av binär kodad decimalkod (BCD), vilket avsevärt förenklar input-output-scheman, men påverkar beräkningshastigheten negativt och kräver något mer minne (ca 4/log₂10 ≈ 1,2 gånger) för lagring av samma mängd data jämfört med konventionell binär kodning.

Kalkylatorns minne är logiskt (ur användarens synvinkel) i de flesta fall en uppsättning register , som vart och ett kan lagra ett enda nummer. Kalkylatorn har minst två driftregister som lagrar data som för närvarande bearbetas. Traditionellt är det första operationsregistret (vars värde visas på räknarens display) betecknat som "X", och det andra operationsregistret (som lagrar den tidigare inmatade operanden ) som "Y".

Dessutom kan räknaren allokera ett eller flera kommandotillgängliga minnesregister för att lagra konstanter eller mellanresultat av beräkningar. I miniräknare med ett minnesregister är tangenterna för att styra detta register vanligtvis indikerade enligt följande:

När minnesregistret innehåller ett värde som inte är noll, visar indikatorn en servicesymbol (vanligtvis bokstaven M ).

Om det finns flera minnesregister är de vanligtvis numrerade eller betecknade med bokstäver i det latinska alfabetet. I det här fallet, för att utföra operationer med register, används tangenterna med ovanstående beteckningar, varefter motsvarande numeriska eller alfabetiska tangenter ytterligare trycks ned.

I de mest avancerade moderna modellerna av tekniska och programmerbara miniräknare används inte direkt arbete med minnesregister efter deras nummer. Istället har användaren möjlighet att beskriva variabler med specifika namn och använda dem genom att ange formler med namnen på dessa variabler.

Batterier

Salt-, alkali- eller litiumjonbatterier eller laddningsbara batterier kan användas som batterier till räknaren. Moderna miniräknare, av vilka de flesta har extremt låg strömförbrukning, använder nästan universellt alkaliska miniatyrceller . Från ett nytt element kan räknaren, med daglig användning, fungera från flera månader till flera år. Vissa tillverkare förser miniräknare med solpaneler, vars kraft är tillräcklig för driften av en teknisk kalkylator med genomsnittlig kapacitet, eller dubbel effekt, det vill säga en kombination av sol- och kemiska batterier. Samtidigt tar närvaron av ett solbatteri bort en del av belastningen från batteriet, vilket förlänger räknarens batterilivslängd, och batteriet säkerställer stabil drift under svaga ljusförhållanden. Endast de mest komplexa och produktiva programmerbara miniräknare kräver rymliga och kraftfulla batterier; de kan använda flera stora celler eller batterier. Den kan också användas, särskilt i stationära modeller eller modeller med en skrivare, som drivs av elnätet via en lämplig nätadapter.

Operationslogik

Kalkylatorn implementerar en (mycket sällan två) av de tre alternativens logik för operationer , det vill säga den ordning i vilken kommandon matas in, vilket krävs för att utföra aritmetiska beräkningar (kommandon för addition , subtraktion , multiplikation och division ). Dessa är aritmetisk logik, algebraisk logik och beräkningslogik med omvänd polsk notation . De två första är baserade på infixnotation (när ett binärt operationstecken placeras mellan operanderna i en formel ), den sista baseras på postfixnotation (när operationstecknet placeras efter operanderna som det refererar till).

Aritmetisk logik

Aritmetisk logik är baserad på infixnotation utan företräde eller parentes. För att utföra operationen "a * b" (där "*" är en godtycklig binär operation), skriver användaren först värdet a och trycker sedan på en av de binära operationstangenterna ("+", "-", "×", "÷", det är också möjligt "y x "), skriv sedan värdet b och tryck på "="-tangenten. Den inmatade operationen utförs på siffrorna a och b, och dess resultat visas på displayen. Om användaren istället för "=" trycker på den binära operationstangenten igen, kommer samma sak att hända - den tidigare inmatade operationen kommer att utföras och dess resultat kommer att visas, men detta resultat kommer att bli den första operanden för operationen vars nyckel var nedtryckt.

Så, till exempel, för att beräkna värdet på uttrycket "30 * 5 + 45", måste användaren sekventiellt trycka på tangenterna: "3" , "0" , "×" , "5" , "+" , "4 " , "5" , " =" . I det här fallet, efter att ha tryckt på plus, kommer multiplikationen av 30 med 5, som tidigare angetts, att utföras, resultatet 150 kommer att visas på displayen och slutresultatet 195 kommer att visas efter likhetstecknet. Aritmetisk logik gör det inte förutsätter närvaron av operationsprioriteter, alla operationer utförs i den ordning som de matas in. Så ett försök att beräkna uttrycket 1 + 2 × 3 genom att trycka på knapparna i sekvensen "1" , "+" , "2" , "×" , "3" , "=" kommer att leda till ett felaktigt resultat, eftersom addition kommer att utföras först, och först sedan multiplikation, vilket kommer att resultera i 9, och inte 7, som det borde visa sig enligt matematikens regler. För att få det korrekta resultatet måste användaren ändra inmatningsordningen: utför först multiplikationsoperationen och först sedan additionen.

Aritmetisk postfix-logik

En typ av aritmetisk logik som använder postfix-notation för addition och subtraktion. En utmärkande egenskap hos räknare med denna logik är närvaron av nycklar med beteckningarna "+=" och "-=" . Ett tryck på dessa tangenter leder till beräkningen av summan respektive skillnaden mellan de två sist inmatade siffrorna. Till exempel, för att beräkna 2 - 3 , tryck på [2] [+=] [3] [-=] . I det här fallet utförs operationerna med multiplikation och division på vanligt sätt. För närvarande produceras kalkylatorer med sådan logik och används för redovisningsberäkningar.

Algebraisk logik

Algebraisk logik är baserad på infixnotation av operationer, men till skillnad från aritmetisk logik tar den hänsyn till prioriteringarna för operationer som accepteras i matematik i beräkningar och tillåter användning av parenteser. En enkel binär operation utförs på exakt samma sätt som i fallet med aritmetisk logik, men när man utför kedjeberäkningar när man anger en operation vars prioritet är högre än prioriteten för en tidigare inmatad, eller när man anger en öppningsparentes, räknar sparar tidigare inmatade operander i interna register och låter dig fortsätta inmatningen. Och endast när användaren trycker på "="-tangenten, eller går in i en operation med lägre prioritet eller en avslutande parentes, beräknas resultatet av det inmatade uttrycket eller en del av det.

Algebraisk logik låter dig utföra beräkningar på matematiska formler, ange data, operationer och parenteser i den ordning som de är skrivna i formeln, utan att tänka på den korrekta operationsordningen. Avvägningen för denna bekvämlighet är kalkylatorns komplexitet, eftersom ytterligare operationsregister krävs för att lagra operander på vilka operationer ännu inte har utförts. Varje kapslat par av parenteser och varje högprioritetsoperation efter lågprioritetsoperationen kräver två operationsregister: ett för att lagra operanden och ett för den väntande operationen. Så, till exempel, när du beräknar formeln:

enligt prioritetsreglerna kan ingen av operationerna utföras innan den sista parametern j anges ; när användaren anger den första avslutande parentesen, bör räknaren lagra 10 operander och 9 operationer i operationsregister.

Eftersom antalet register är begränsat finns det för algebraiska logiska räknare en gräns för komplexiteten hos uttrycket som kan beräknas utan transformation. De enklaste tekniska kalkylatorerna kan ha en gräns på 3-5 väntande siffror (respektive samma antal par kapslade parenteser och väntande operationer i den beräknade formeln), mer komplexa - upp till ett dussin eller fler.

Prioriteten och associativiteten för addition, subtraktion, multiplikation och division motsvarar de som accepteras i matematik, men andra binära operationer kan utföras på olika sätt av olika räknare. Till exempel kan kedjeexponentiering “ 2 ^ 3 ^ 4 = ” [10] i olika modeller betyda 2 3 4 eller (2 3 ) 4 , och “ − 2 ^ 2 = ” kan betyda både (−2) 2 och −( 2 2 ). För att garantera korrektheten av beräkningarna är det nödvändigt att noggrant studera dokumentationen för en viss kalkylatormodell och i tvetydiga situationer använda ytterligare parentes. Vissa modeller av räknare infogar automatiskt ytterligare parenteser i inmatningsfältet för att visa prioriteringarna för operationer [11] .

Omvänd Bracketless Logic

Denna typ av logik är baserad på den så kallade omvända polska notationen (RPN, Reverse Polish Notation) av uttryck, där värdena för operanderna först skrivs i rad, och efter dem tecknet på operationen som utförs .

Arkitekturen för miniräknare med omvänd parenteslös logik kännetecknas av närvaron av en stapel av operationsregister med en storlek på minst tre (vanligtvis betecknad med X, Y, Z) och ett specifikt kommando, betecknat på tangentbordet som "↑" ( även "ENTER" , "B↑" , "E↑" ). Värdet som matas in från tangentbordet eller hämtas från minnesregistret placeras i X-registret och visas på displayen. Kommandot "↑" flyttar värdena på stacken i riktningen X → Y → Z → (och vidare, om det finns fler register på stacken), det vill säga denna operation låter dig separera inmatningen av successiva operander . När användaren trycker på valfri operationstangent utförs denna operation på operanderna på stacken (vanligtvis på värdena i Y- och X-registren), och resultatet placeras i X-registret. Resten av värdena på stapeln flyttas tillbaka i →Z→Y-riktningen. Tabellen nedan visar i vilken ordning uttrycket "1 + 2 × 3" utvärderas på en RPN-kalkylator och innehållet i stackregistren efter att man tryckt på varje tangent (förutsatt att stacken initialt var helt nollställd).

Registrera T 0 0 0 0 0 0 0 0
Registrera Z 0 0 0 0 ett ett 0 0
Registrera Y 0 0 ett ett 2 2 ett 0
Registrera X (visa) 0 ett ett 2 2 3 6 7
Knapp nedtryckt "ett" "↑" "2" "↑" "3" "×" "+"
Drift pågår inmatning flytta inmatning flytta inmatning "2×3" "1+6"

Ibland har räknare med RPN ytterligare ett operationsregister, i vilket det tidigare innehållet i X-registret efter operationen sparas i. Vid behov kan detta värde hämtas med ett speciellt kommando. Parenteser behövs inte i RPN eftersom operationerna utförs i den ordning som de matas in.

RPN liknar funktionellt vanlig infixnotation i parentes, men samma uttryck kräver färre tangenttryckningar för att utvärderas. Övning visar att det är ganska enkelt att lära sig hur man använder RPN, men för att effektivt använda en miniräknare med omvänd parentes logik krävs förberedande träning och konstant underhåll av färdigheter. Bland vanliga tekniska miniräknare är användningen av RPN sällsynt; från utländska kan flera modeller av HP namnges, från sovjetiska - den enda modellen "Electronics B3-19M" (för närvarande inte tillgänglig). RPN är mer populärt i programmerbara miniräknare, bland annat på grund av minskningen av programstorleken som uppnås med användningen: för en miniräknare med en liten mängd programminne avgör det ibland om ett extremt nödvändigt program får plats i minnet om du bokstavligen sparar en eller två instruktioner. eller så måste den minskas, vilket offra kapacitet och användarvänlighet.

Funktionsutvärdering

Beräkningen av funktioner på en plats (fasta potenser och rötter, trigonometriska, logaritmer, etc.), oavsett logiken i beräkningarna, implementeras oftast enligt postfix-schemat:

  1. Användaren utvärderar eller skriver ett argument på tangentbordet.
  2. Användaren trycker på tangenten/tangenterna för den funktion som ska beräknas.
  3. Kalkylatorn beräknar funktionen som motsvarar den nedtryckta knappen och visar beräkningsresultatet på indikatorn.

Till exempel, för att beräkna ett uttryck på de flesta miniräknare, måste du trycka på tangenterna i följd:

[5], [×], [4], [=], [lg].

De mest komplexa räknarna med algebraisk logik låter dig ange ett funktionsanrop i naturlig (algebraisk) form: först skrivs funktionstecknet in, efter det, inom parentes, värdet eller uttrycket från vilket denna funktion ska beräknas. Det vill säga, beräkningen av det föregående exemplet i en sådan kalkylator kommer att kräva tangenttryckningar:

[lg], (, [5], [×], [4], ), [=].

På vissa modeller skrivs en öppningsparentes automatiskt när funktionstangenten trycks ned, och avslutande parenteser infogas automatiskt när lika-tangenten trycks ned.

Det första av de beskrivna alternativen är lättare att implementera och samtidigt mer ekonomiskt, eftersom för att beräkna själva funktionen behöver du bara trycka på funktionstangenten. Men för beräkningar med komplexa formler kräver detta antingen en utvecklad färdighet eller en preliminär målning av proceduren för att ange formeln på papper. Det andra alternativet är tydligare och enklare för användaren, eftersom hela det algebraiska uttrycket kan matas in helt i sin naturliga form, men detta är praktiskt endast om det finns en tillräckligt stor alfanumerisk display som visar hela formeln som skrivs in, eller åtminstone en betydande del av det. När du skriver behöver du dessutom oftast trycka på fler tangenter.

Miniräknare

Förutom tillverkade miniräknare finns det även datorprogram - miniräknare. Sådana program är en specialiserad mjukvaruprodukt designad för ett snävt antal beräkningar, till exempel:

Onlineräknare

En vanlig datorapplikation  är ett online-kalkylatorprogram som ritar en miniräknare på skärmen med knappar som kan tryckas in med musen (vanligtvis kan man också trycka på sifferknapparna på tangentbordet med samma effekt). Ett sådant program är bekvämt för dem som är vana vid att arbeta med en konventionell miniräknare. Kalkylatorprogram finns för de flesta kända typer av operativsystem och ingår som regel i standarduppsättningen av verktyg som levereras med systemet, såsom det välkända Microsoft Windows-kalkylatorprogrammet från uppsättningen av standard Windows-program.

Ett annat sätt att implementera miniräknare på en dator är att ange uttryck på kommandoraden (till exempel bc ). Sådana miniräknare kallas också för gemener. I allmänhet är detta bekvämare, eftersom du kan ange komplexa uttryck och, om nödvändigt, ringa dem igen (med eller utan modifiering), samt se historiken för beräkningar.

Emulatorer (simulatorer) av miniräknare

Vissa program är speciellt gjorda för att emulera (eller simulera ) en specifik kalkylatormodell, reproducera dess utseende och alla funktioner (inklusive dess inneboende fel ). Vid emulering av en kalkylator kopieras räknarens funktioner helt (kalkylatorns firmware- koder används ), vid simulering utförs endast en ungefärlig upprepning av funktioner. En emulator kan vara en del av ett mjukvaruutvecklingssystem för en kalkylator. Till exempel har HP 50g- familjen av miniräknare , en av de mest kraftfulla programmerbara miniräknare på marknaden, en fritt tillgänglig utvecklingsmiljö som inkluderar en emulator och en debugger som körs under Windows.

Det finns specialiserade webbplatser som ger möjlighet att efterlikna vissa modeller av miniräknare, till exempel för att studera hans arbete [13] [14] .

Produktion och konsumtion av miniräknare under 2000-talet

Producenter

I slutet av det första decenniet av 2000-talet var flera dussin företag engagerade i massproduktion av miniräknare, med totalt hundratals modeller för olika ändamål i sitt sortiment. Bland tillverkarna finns ett dussintal världsberömda varumärken och endast ett fåtal företag som tillverkar miniräknare av alla slag. Ledaren inom den totala produktionen av miniräknare är CASIO  - 2006 tillkännagav hon släppet av en miljardte kopia. Samma år släppte Sharp den 600 miljonte kalkylatorn. I den globala försäljningsvolymen är fyra företag ledande: CASIO , Hewlett Packard , Texas Instruments , Citizen . Vissa varumärken har märkbart större lokal popularitet i vissa länder eller regioner. Så i Ryssland är Citizen den obestridda ledaren bland varumärken, men produkterna från en av de "fyra stora" - Texas Instruments - är dåligt distribuerade. Förutom Citizen, HP och CASIO, Canon , Sharp , STAFF, ASSISTANT, Kenko-räknare används också i stor utsträckning i Ryssland [4] .

Om efterfrågan på miniräknare i Sovjetunionen tillfredsställdes av dess egen produktion (kalkylatorer tillverkade i CMEA- länderna användes också, främst i institutioner ), används nu i Ryssland nästan uteslutande importerade miniräknare [4] . Efter Sovjetunionens kollaps begränsades produktionen av miniräknare, liksom nästan all massproducerad komplex elektronik, och kunde inte motstå konkurrens med en våg av importerade produkter. En del av produktionen fanns kvar i de före detta sovjetrepublikerna (inklusive en av de största tillverkarna av sovjetiska miniräknare, NPO Kristall, belägen i Ukraina). Företag som tillverkar elektroniska apparater och komponenter tillverkar faktiskt inte miniräknare. Till exempel arbetar Zelenograd-företaget " Angstrem ", en av få ryska tillverkare av elektroniska kretsar för miniräknare, för export [4] och St. Petersburg PJSC "Svetlana", som producerade ett brett utbud av miniräknare under sovjettiden, är helt omorienterad till produktion av industriell elektronik [15] . Flera modeller av sovjetiska miniräknare höll i produktion fram till mitten av 1990-talet eller ännu mer (till exempel MK-51 och MK-71 räknare tillverkade av Angstrem, vars sista exemplar går tillbaka till 1999-2000), men volymen av deras produktion var mycket liten.

Dessutom tillverkas hundratals typer av billiga noname-räknare i världen. För det mesta är de mycket sämre i kvalitet än världsmärken, men konkurrerar framgångsrikt med dem, främst i de lägre prissegmenten, på grund av ett betydligt lägre pris. I Ryssland är noname-modeller utbredda, dessutom på den ryska marknaden, enligt experter, är en betydande del av de räknare som säljs under välkända varumärken falska [4] .

Marknadens storlek och struktur

År 2009 uppskattades den eurasiska kalkylatormarknaden till 4,5-6 miljoner euro per månad.

Tidigare (fram till 1990-talet) över hela världen bestod den huvudsakliga marknadsandelen (65-70 % i monetära termer) av skrivbordsredovisning och enkla aritmetiska fickräknare. De förra används aktivt för vanliga dagliga beräkningar i kontorsarbete, såväl som i handel, som ett tillägg till kassaregistret , det senare - för vardagliga hushållsberäkningar.

I väst har situationen förändrats dramatiskt under de senaste decennierna. Detta hände efter att miniräknare "legaliserades" i utbildningsprocessen i västerländska skolor och universitet , och metoderna för att hantera miniräknaren inkluderades i den allmänna läroplanen; användningen av miniräknare i utbildningsprocessen är inte bara inte förbjuden där, utan ibland är det till och med obligatoriskt. Som ett resultat, i Västeuropa, har andelen tekniska och grafiska miniräknare ökat markant och uppgick 2009 till 33 % i kvantitativa termer, och i monetära termer var den 25 % högre än andelen stationära och enkla fickräknare.

I Ryssland, där användningen av miniräknare i utbildningsinstitutioner fortfarande är strikt begränsad, förblir situationen densamma som tidigare i Europa: 70% av marknaden är fortfarande upptagen av skrivbordsräknare, 10-12% av fickräknare, andelen ingenjörer miniräknare sträcker sig från 5-13 %. Även i Ryssland finns det mycket mindre efterfrågan på skrivarräknare än i väst. Förutom objektiva skäl associerar analytiker skillnader i efterfrågan på vissa typer av miniräknare med leverantörernas marknadsföringspolicy [4] .

Se även

Anteckningar

  1. ↑ A. M. Erofeev, V. G. Zhivov, Yu. I. Romanov. Grunderna för att bygga en elektronisk dator och element av impulsteknologi: [För förberedelse. och avancerad utbildning av mekaniker för reparation och teknik. tjänsten kommer att beräkna. teknologi]. - M . : Statistik, 1975. - 183 sid.
  2. ↑ CT-555N | Medborgarräknare . Hämtad 21 oktober 2017. Arkiverad från originalet 22 oktober 2017.
  3. ↑ Undantag är sällsynta, men det finns till exempel Casio fx-6200G  - ej programmerbar
  4. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Beräkna vinst - en översikt över kalkylatormarknaden  // "Kantseliya": Journal. - 2009. - 12 september.
  5. ↑ Construction Master Pro | Beräknade industrier . Hämtad 10 augusti 2019. Arkiverad från originalet 10 augusti 2019.
  6. ↑ Casio 14-A . Hämtad 16 februari 2017. Arkiverad från originalet 1 februari 2020.
  7. ↑ Casio (kalkylator) . www.firstversions.com. Datum för åtkomst: 17 februari 2017. Arkiverad från originalet 18 februari 2017.
  8. ↑ Museum of Soviet Calculators - VEGA  (nedlänk sedan 2016-10-12 [2213 dagar]) Arkiverad 29 september 2010 på Wayback Machine
  9. ↑ Museum of Soviet Calculators - VEGA Arkiverad 29 september 2010 på Wayback Machine
  10. ↑ Symbolen "^" indikerar kommandot för att beräkna en godtycklig grad.
  11. ↑ Casio fx-50FH II och fx-3650P II kalkylatorrecension  (japanska) på YouTube , med start 5:37
  12. ↑ Calculator.net: Gratis miniräknare online... . Hämtad 2 juli 2022. Arkiverad från originalet 1 juli 2022.
  13. ↑ Att vända på Sinclairs fantastiska kalkylatorhack från 1974 - halva ROM-minnet på HP-35 . Hämtad 10 augusti 2019. Arkiverad från originalet 16 augusti 2019.
  14. ↑ Rysk kalkylatoremulator . pmk.arbinada.com . Hämtad 16 november 2020. Arkiverad från originalet 4 juni 2021.
  15. ↑ PJSC Svetlana . Hämtad 7 januari 2018. Arkiverad från originalet 10 april 2020.

Litteratur

  Gå till Wikidata-objektet  Ordböcker och uppslagsverk
I bibliografiska kataloger