Lommeregner ( lat. calculātor "tæller") - en elektronisk computerenhed til at udføre operationer på tal eller algebraiske formler .
Lommeregneren har erstattet mekaniske computerenheder , såsom abacus , abacus , glideregler , mekaniske eller elektromekaniske aritometre , samt matematiske tabeller (primært tabeller over logaritmer ).
Afhængigt af mulighederne og det påtænkte anvendelsesområde er lommeregnere opdelt i simple, regnskabsmæssige, tekniske (videnskabelige), økonomiske. Programmerbare regnemaskiner skelnes normalt i separate klasser , som gør det muligt at udføre komplekse beregninger i henhold til et forudlagt program, samt grafiske regnemaskiner, der understøtter konstruktion og visning af grafer . Specialiserede regnemaskiner er designet til at udføre beregninger i et ret snævert område ( finansielt , byggeri osv.)
Ved design kan lommeregnere være stationære eller kompakte (lomme). Nogle modeller har grænseflader til tilslutning af en personlig computer , printerenhed , eksternt hukommelsesmodul eller andre eksterne enheder. Moderne personlige computere , mobiltelefoner , PDA'er og endda armbåndsure kan have lommeregnerlignende programmer .
Udtrykket "beregner" refererer også til specialiserede programmer, der er indlejret i websteder (f.eks. "kalorieberegner", "tøjstørrelsesberegner" osv.) eller i husholdningsapparater (f.eks. kan en simpel medicinsk lommeregner indbygges i en sportssimulator ).
Det latinske ord lommeregner "tæller, bogholder" kommer fra verbet calculo "jeg tæller, jeg tæller", som igen kommer fra ordet calculus "småsten" (småsten blev brugt til at tælle); calculus er en diminutiv af calx "lime".
I Sovjetunionen blev udtrykket "mikroberegner" brugt til at henvise til en lille elektronisk computerenhed, som først blev brugt i 1974 til " Elektronika B3-04 " mikroberegneren. Både desktop- og mikroberegnere blev officielt kaldt "EKVM" ( forkortelse elektroniske tastaturcomputere ) [1] . I øjeblikket bruges udtrykket "lommeregner" til både desktop- og lommeregnere, men udtrykket "mikroberegner" kan også bruges i forhold til de samme enheder, så disse termer kan betragtes som synonyme.
Computernes historie, inklusive lommeregnere, begynder traditionelt med Pascals summeringsmaskine , skabt i 1643 af Blaise Pascal , og Leibniz adderingsmaskinen , opfundet i 1673 af den tyske matematiker Gottfried Wilhelm Leibniz . I 1876 skabte den russiske matematiker P. L. Chebyshev et summeringsapparat med en kontinuerlig transmission på tiere. I 1881 designede han også et præfiks for multiplikation og division ( Chebyshev adderingsmaskine ). Masseproduktionen af mekaniske tælleautomatiseringsanordninger begyndte i slutningen af det 19. århundrede : tilføjelse af maskiner , tabulatorer og tilføjelsesmaskiner blev en reel hjælp til regnskab, statistik og tekniske beregninger.
Elektroniske tastaturcomputere blev skabt i 1950'erne ved hjælp af først relæer og derefter halvlederkomponenter . De første sådanne enheder var på størrelse med et skab og vejede mere end hundrede kilo. Så i 1957 udgav Casio en af de første serielle lommeregnere 14-A [6] . Den udførte fire aritmetiske operationer på 14-bit decimaltal. Designet brugte et relæ, vejede 140 kg og var lavet i form af et bord med en piedestal-computerenhed, tastatur og display, og forbrugte 300 W under drift [7] .
I 1961 lancerede Storbritannien den første masseproducerede fuldelektroniske regnemaskine ANITA MK VIII med en 11-cifret gasudladningslampeindikator, et komplet tastatur til indtastning af et tal + ti taster til indtastning af en multiplikator. I USSR i 1964 blev den første indenlandske seriel elektroniske lommeregner " Vega " [8] udgivet , i USA samme år dukkede en massiv all-transistor lommeregner FRIDEN 130 (4 registre, omvendt polsk notation ) op.
Solid-state lommeregnere blev hurtigt mere komplekse. I 1965 udgav Wang Laboratories Wang LOCI-2 lommeregneren, som kunne beregne logaritmer , Casio introducerede den første lommeregner med indbygget hukommelse "Casio 001" (dimensioner 37 × 48 × 25 cm, vægt 17 kg), og Olivetti udgav "Programma 101" - den første lommeregner, der kunne gemme et program og udføre beregninger på det gentagne gange. I 1967 introducerede Casio sin desktop-programmerbare regnemaskine AL-1000 , og produktionen af EDVM-P, en lommeregner med beregning af transcendentale funktioner, begyndte i USSR. Endelig, i 1969, udgav Hewlett-Packard den HP 9100A desktop programmerbare videnskabelige lommeregner. Den implementerede indbyggede operationer til beregning af alle grundlæggende matematiske funktioner, den havde 16 ekstra hukommelsesregistre, programhukommelse til 192 trin og tillod skrivning af programmer med kompleks logik. Det var beregnet til tilslutning af en datalagringsenhed på magnetkort, en specialiseret printer og et interfacemodul til udlæsning af data til en IBM-printer. Separat blev der solgt en hukommelsesudvidelsesenhed med en volumen på 3472 programtrin eller 248 hukommelsesregistre (hukommelsen blev fordelt mellem programmet og registrene, afhængigt af behovet). Lommeregneren blev stillet på bordet og vejede omkring 18 kg. HP 9100A og dens udvidede version, HP 9100B, var nok de mest avancerede diskrete halvlederberegnere.
Små bord- og lommeregnere er blevet produceret siden 1970, efter fremkomsten af integrerede kredsløb , som drastisk reducerede størrelsen, vægten og strømforbruget af elektroniske enheder. I 1970 begyndte Sharp og Canon at sælge lommeregnere, der kunne holdes i hånden (med en vægt på omkring 800 g). I 1971 dukkede den første virkelige lommeregner (131×77×37 mm) Bomwar 901B op ; den udførte 4 aritmetiske operationer, havde et LED -display og kostede 240 $.
I 1972 udgav Hewlett Packard HP-35 , den første tekniske lommeregner, der understøtter direkte og omvendte trigonometriske funktioner, logaritmer og antilogaritmer, rooting og hævning til en vilkårlig styrke; RPN-logik med fire operationelle registre blev brugt, der var et ekstra hukommelsesregister. Modellen var meget populær, over 300.000 eksemplarer blev solgt på 3,5 år til en pris på 395 USD (ca. 2366 USD i 2018-priser). HP-35 var forfaderen til en hel familie af Hewlett Packard-regnere, der brugte RPN, og kom ind på den IEEE-understøttede " IEEE-milepæle"-liste over historisk betydningsfulde opfindelser og enheder inden for elektroteknik og elektronik. I 2007, specifikt til minde om denne model, udgav virksomheden en lommeregner kaldet " HP-35s " - en ikke-grafikteknisk programmerbar lommeregner med RPN-logik, der så vidt muligt bevarer det overordnede layout af HP-35 og har en vis lighed med den.
I 1973 kom Sharp EL-805 lommeregneren til salg , hvor en LCD blev brugt for første gang , i 1978 - en Casio Mini kort lommeregner (3,9 mm tyk). I 1979 udgav Hewlett Packard den første lommeregner med et alfanumerisk display - HP-41C , programmerbar, med mulighed for at forbinde yderligere moduler - RAM, ROM, stregkodelæsere , magnetbåndskassetter, disketter, printere osv. I 1985 første programmerbare lommeregner med et grafisk display Casio FX-7000G dukkede op .
Generelt var der i anden halvdel af 1980'erne og det følgende årti en proces med at reducere omkostningerne til lommeregnere og reducere deres energiforbrug . Betydende øget batterilevetiden for lommeregnere. Drevet af solpaneler og LCD-skærme fra eksotiske er flyttet ind i kategorien almindeligt udstyr, samtidig er lommeregnere med LED-indikatorer praktisk taget forsvundet fra brug (med undtagelse af individuelle desktop-modeller).
På trods af den udbredte brug af computere, herunder bærbare, samt gadgets med stor computerkraft ( smartphones , tablets , mini-laptops, endda ure ), er lommeregnere fortsat efterspurgte på markedet i det 21. århundrede. Efterspørgslen reduceres kun for de mest simple lommeregnere, som bruges til lejlighedsvise husstandsberegninger. [4] Det er ikke ualmindeligt at observere en situation, hvor en bruger, der arbejder ved en kraftig computer, holder en lommeregner på bordet og periodisk får adgang til den. Fordelen ved "rigtige" regnemaskiner er fortsat ergonomi designet til en specifik anvendelse, nem håndtering, et minimum af nødvendige serviceoperationer, bærbarhed og en lang batterilevetid.
Funktionaliteten af lommeregnere har ikke ændret sig meget siden slutningen af det 20. århundrede. En grundlæggende nyskabelse var leveringen af topmodeller af videnskabelige regnemaskiner med symbolske algebrasystemer. Beregningshastigheden og mængden af hukommelse på programmerbare lommeregnere er henholdsvis vokset, sprogene er blevet mere komplicerede og mulighederne er blevet større. Indikatoren med syv segmenter er kun bevaret i de enkleste lommeregnere; i videnskabelige giver den plads til en fuldgyldig grafisk (ofte farve) visning. Tilgængeligheden af billige LCD-skærme gjorde det muligt ikke kun at vise formlerne i almindelige videnskabelige regnemaskiner mere naturligt, men også at skabe en ny klasse af lommeregnere - grafiske, som gør det muligt at vise resultaterne af beregninger i grafisk form. Også i de senere år er der dukket touchskærme op på tekniske regnemaskiner.
Bortset fra de sædvanlige russiske regnskaber , så var den første masseproducerede enhed til automatisering af beregninger i Rusland Odners adderingsmaskine . Tilføjelsesmaskinen blev opfundet i 1874 og er blevet masseproduceret siden 1890 på St. Petersborgs mekaniske fabrik. Modellen viste sig at være så vellykket, at den blev produceret i halvfems år, indtil slutningen af 1970'erne, med kun mindre forbedringer ( Felix-M- modellen ).
I 1950'erne blev masseproduktion af elektromekaniske regnemaskiner med elektrisk drev lanceret i USSR - modellerne Bystritsa, VMM, VMP osv. I 1964 blev den første fuldt elektroniske desktop-regnemaskine i USSR " Vega " udviklet og begyndte at masse produktion. , som brugte diskrete halvledere og hukommelse på ferritelementer [9] .
Den første sovjetiske lommeregner lavet ved hjælp af mikrokredsløb er Iskra 111T . Programmerbare regnemaskiner begyndte at blive produceret i 1972 med skrivebordet " Iskra 123 ". I 1974 blev den første lommeregner udgivet - " Electronics B3-04 "; det var i forbindelse med ham, at udtrykket "mikroberegner" først blev brugt. Elektronika B3-18 blev den første sovjetiske masseregner : Efter at være kommet til salg i 1976, blev den efterfølgende modificeret to gange (B3-18A og B3-18M) og blev produceret indtil midten af 1980'erne. Fra anden halvdel af 1970'erne blev produktionen af regnemaskiner af alle typer og formål mestret i USSR; det samlede antal typer sovjetiske regnemaskiner er omkring hundrede, blandt dem er der både analoger af vestlige modeller og helt egen udvikling.
Den første programmerbare lommeregner i USSR var " Elektronika B3-21 " produceret siden 1977; brugt RPN -logik med to operationelle registre, hukommelse til 13 registre og 60 programtrin. Lommeregneren blev forfaderen til serien, som ud over den inkluderede desktop-beregnere MK-46 , MK-64 , MC-1103 , kompatible i arkitektur og kommandosystem, med yderligere funktioner - de kunne fungere som et middel til at kontrollere produktionsprocessen, hvortil de havde et inputsystem med en spændingsmåler til 8 kanaler og en ekstra indikator til at vise afvigelsen af den målte værdi fra den beregnede.
I 1979 dukkede den programmerbare lommeregner B3-34 op , produceret i en sag, der ligner B3-21, men betydeligt overlegen i kapaciteter og inkompatibel med hensyn til kommandosystemet. Senere dukkede dens funktionelle analog MK-54 op , hvor uemballerede mikrokredsløb blev brugt, på grund af hvilken størrelse, vægt og pris blev reduceret. MK-56 - desktop version af MK-54. Alle tre modeller er fuldt software-kompatible, flere kendte opslagsværker med programmer til videnskabelige og tekniske beregninger blev udgivet til dem, samt en række artikler i de populære magasiner " Technology for Youth " og " Science and Life ", undervisning i programmering, beskrivelse af regnemaskiners funktioner og indeholder eksempler på programmer, fra teknisk til spil. I 1985 dukkede to nye modeller af samme serie op, MK-61 og MK-52 , med et udvidet funktionssæt og øget hukommelse. MK-52 havde indbygget ikke-flygtig hukommelse til lagring af programmer eller data og tillod tilslutning af hukommelsesudvidelsesenheder (PDU'er) med programbiblioteker. I 1985 udgav forlaget " Nauka " den første udgave af den mest massive opslagsbog i USSR om beregninger på mikroberegnere prof. V. P. Dyakonov udgjorde oplaget af alle tre udgaver af bogen 1,05 millioner eksemplarer.
Siden 1986 er Electronics MK-85 lommeregner (modifikation - MK-85M), programmerbar i BASIC sproget , blevet produceret . Efter Sovjetunionens sammenbrud blev egen produktion af lommeregnere i Rusland fuldstændig afbrudt og er ikke blevet genoprettet den dag i dag. Med bogstaveligt talt isolerede undtagelser (for eksempel fremstillet af enkeltkopier af MK-161 ) er alle regnemaskiner på det russiske marked udenlandsk fremstillet [4] .
En typisk lommeregner har et display (indikator), et tastatur, lavet i et enkelt etui, som også indeholder lommeregnerens elektroniske kredsløb og batterier.
Som visning i moderne regnemaskiner bruges hovedsageligt indikatorer på flydende krystaller ( LCD ). Professionelle regnskabsberegnere fås med både LCD og vakuum fluorescerende display (sidstnævnte bruger meget mere strøm, men det er tydeligt synligt i svagt omgivende lys).
Afhængigt af formålet med lommeregneren vises oplysninger om følgende typer indikatorer:
Tastaturet på lommeregnere indeholder taster (knapper), som giver indtastning af tal og udførelsen af operationer og funktioner. Tastaturet indeholder mindst følgende taster:
Ud over de anførte obligatoriske taster kan lommeregneren indeholde (og indeholder normalt) flere eller færre taster til beregning af funktioner, arbejde med hukommelsesregistre og styring af rækkefølgen af beregninger. Tryk på sådanne taster fører til udførelse af den tilsvarende operation eller beregning af den funktion, der er angivet på den, fra det tal, der vises på lommeregnerens indikator. Listen over understøttede funktioner bestemmes af lommeregnermodellen. Lommeregnere med algebraisk beregningslogik har også beslagstaster .
I de enkleste lommeregnere svarer én tast til én funktion . Med en stigning i antallet af understøttede funktioner begynder tastaturet at vokse uacceptabelt, derfor, i tekniske regnemaskiner, der understøtter fra snese til hundredvis af funktioner, fungerer tastaturet eller en del af det i en kombineret tilstand: to eller flere funktioner svarer til en nøgle, en af betegnelserne anvendes på selve nøglen, den anden - over hende (nogle gange er den tredje ved siden af den anden). I dette tilfælde placeres modifikationstasten "F" på tastaturet (også kendt som "Shift" eller "2nd " ). Hvis du trykker på denne tast umiddelbart før du trykker på den dobbelte tast, virker ikke hovedfunktionen, men den ekstra funktion af den sidste tast. Nogle gange kan tre eller fire funktioner tildeles en tast, i sådanne tilfælde er betegnelserne skrevet på toppen, bunden, siden af tasten, på den i en anden farve osv., og specielle taster bruges til at indtaste den tredje eller fjerde funktion (f.eks. " 3rd » eller "K"). Det er også muligt at skifte lommeregnerens driftstilstande og vælge den funktion, der skal udføres afhængigt af tilstanden. For eksempel kan en tast udføre den sædvanlige trigonometriske funktion, efter at have trykket på "F" - det omvendte; men samtidig kan lommeregneren skiftes til den statistiske beregningstilstand ved hjælp af en separat tast eller kontakt, i hvilket tilfælde den samme tast vil kalde en af de statistiske behandlingskommandoer.
På nogle modeller, såsom TI-30X Pro, er navnene på flere funktioner trykt på én knap, og den ønskede funktion vælges ved at trykke på knappen flere gange efter hinanden, indtil den ønskede funktion vises på displayet.
Lommeregnerens tastatur er designet til at arbejde med det med én hånd, så kombinationer af flere samtidigt trykket taster bliver næsten aldrig brugt. En undtagelse kan være meget sjældent brugte serviceoperationer (for eksempel operationen med at rydde al hukommelse i en lommeregner med et stort antal registre).
Processoren og hukommelsen i moderne regnemaskiner er fysisk elektroniske mikrokredsløb med en stor og ekstra stor grad af integration. Regnemaskiner bruger både specialiserede mikrokredsløb og universelle. For eksempel bruger TI-89-seriens regnemaskiner en typisk Motorola 680x0 -familieprocessor , som er meget udbredt i mobile enheder og indlejrede systemer. En betydelig del af lommeregnere bruger den interne repræsentation af tal i form af binær kodet decimalkode (BCD), hvilket i høj grad forenkler input-output-skemaerne, men påvirker udregningshastigheden negativt og kræver noget mere hukommelse (ca. 4/log₂10 ≈ 1,2 gange) til lagring af den samme mængde data sammenlignet med konventionel binær kodning.
Lommeregnerens hukommelse er logisk (fra brugerens synspunkt) i de fleste tilfælde et sæt registre , som hver kan lagre et enkelt tal. Lommeregneren har mindst to driftsregistre , der gemmer data, der i øjeblikket behandles. Traditionelt er det første operationelle register (hvis værdien vises på lommeregnerens display) betegnet som "X", og det andet operationelle register (som gemmer den tidligere indtastede operand ) som "Y".
Derudover kan lommeregneren allokere et eller flere kommando-tilgængelige hukommelsesregistre til lagring af konstanter eller mellemresultater af beregninger. I lommeregnere med ét hukommelsesregister er tasterne til styring af dette register normalt angivet som følger:
Når hukommelsesregisteret indeholder en værdi, der ikke er nul, viser indikatoren et servicesymbol (normalt bogstavet M ).
Hvis der er flere hukommelsesregistre, er de normalt nummereret eller angivet med bogstaver i det latinske alfabet. I dette tilfælde, for at udføre operationer med registre, bruges tasterne med ovenstående betegnelser, hvorefter de tilsvarende numeriske eller alfabetiske taster yderligere trykkes.
I de mest avancerede moderne modeller af tekniske og programmerbare regnemaskiner bruges direkte arbejde med hukommelsesregistre efter deres tal ikke. I stedet har brugeren mulighed for at beskrive variabler med specifikke navne og operere på dem ved at indtaste formler med navnene på disse variable.
Salt-, alkali- eller lithium-ion-batterier eller genopladelige batterier kan bruges som batterier til lommeregneren. Moderne regnemaskiner, hvoraf de fleste har ekstremt lavt strømforbrug, bruger næsten universelt miniature disk alkaliske celler . Fra ét nyt element kan lommeregneren ved daglig brug fungere fra flere måneder til flere år. Nogle producenter leverer regnemaskiner med solpaneler, hvis effekt er tilstrækkelig til driften af en ingeniørregnemaskine med gennemsnitlig kapacitet eller dobbelt strøm, det vil sige en kombination af solcelle- og kemiske batterier. Samtidig fjerner tilstedeværelsen af et solbatteri en del af belastningen fra batteriet, hvilket forlænger lommeregnerens batterilevetid, og batteriet sikrer stabil drift under dårlige lysforhold. Kun de mest komplekse og produktive programmerbare regnemaskiner kræver rummelige og kraftfulde batterier; de kan bruge flere store celler eller batterier. Den kan også bruges, især i desktop-modeller eller modeller med en printer, der drives af lysnettet via en passende AC-adapter.
Lommeregneren implementerer en (meget sjældent to) af de tre muligheders logik for operationer , det vil sige den rækkefølge, som kommandoer indtastes i, som er påkrævet for at udføre aritmetiske beregninger (kommandoer til addition , subtraktion , multiplikation og division ). Disse er aritmetisk logik, algebraisk logik og beregningslogikken med omvendt polsk notation . De to første er baseret på infix-notation (når et binært operationstegn er placeret mellem operanderne i en formel ), den sidste er baseret på postfix-notation (når operationstegnet er placeret efter operanderne, som det refererer til).
Aritmetisk logik er baseret på infix-notation uden forrang eller parentes. For at udføre operationen "a * b" (hvor "*" er en vilkårlig binær operation), indtaster brugeren først værdien a og trykker derefter på en af de binære operationstaster ("+", "-", "×", "÷", det er også muligt "y x "), skriv derefter værdien b og tryk på "="-tasten. Den indtastede handling udføres på tallene a og b, og resultatet vises på displayet. Hvis brugeren i stedet for "=" trykker på den binære operationstast igen, vil det samme ske - den tidligere indtastede operation vil blive udført, og dens resultat vil blive vist, men dette resultat bliver den første operand for operationen, hvis nøgle var trykket.
Så for eksempel, for at beregne værdien af udtrykket "30 * 5 + 45", skal brugeren sekventielt trykke på tasterne: "3" , "0" , "×" , "5" , "+" , "4 " , "5" , " =" . I dette tilfælde vil multiplikationen af 30 med 5, som tidligere er indtastet, blive udført, resultatet 150 vil blive vist på displayet, og det endelige resultat 195 vil blive vist efter lighedstegnet. Aritmetisk logik gør det ikke antage tilstedeværelsen af operationsprioriteter, udføres alle operationer i den rækkefølge, de er indtastet. Så et forsøg på at beregne udtrykket 1 + 2 × 3 ved at trykke på knapperne i rækkefølgen "1" , "+" , "2" , "×" , "3" , "=" vil føre til et forkert resultat, fordi addition udføres først, og først derefter multiplikation, hvilket vil resultere i 9, og ikke 7, som det skulle vise sig efter matematikkens regler. For at få det korrekte resultat skal brugeren ændre indtastningsrækkefølgen: udfør først multiplikationsoperationen, og først derefter additionen.
En type aritmetisk logik, der bruger postfix-notation til addition og subtraktion. Et karakteristisk træk ved lommeregnere med denne logik er tilstedeværelsen af nøgler med betegnelserne "+=" og "-=" . Et tryk på disse taster fører til beregningen af henholdsvis summen og forskellen af de to sidst indtastede tal. For eksempel, for at beregne 2 - 3 , tryk på [2] [+=] [3] [-=] . I dette tilfælde udføres operationerne med multiplikation og division på den sædvanlige måde. I øjeblikket produceres lommeregnere med en sådan logik og bruges til regnskabsberegninger.
Algebraisk logik er baseret på infix-notation af operationer, men i modsætning til aritmetisk logik tager den hensyn til prioriteterne for operationer, der accepteres i matematik, i beregninger og tillader brugen af parenteser. En enkelt binær operation udføres på nøjagtig samme måde som i tilfælde af aritmetisk logik, men når der udføres kædeberegninger, når der indtastes en operation, hvis prioritet er højere end prioriteten af en tidligere indtastet, eller når der indtastes en åbningsparentes, vil lommeregneren gemmer tidligere indtastede operander i interne registre og giver dig mulighed for at fortsætte input. Og kun når brugeren trykker på tasten "=" eller indtaster en operation med en lavere prioritet eller en afsluttende parentes, beregnes resultatet af det indtastede udtryk eller en del af det.
Algebraisk logik giver dig mulighed for at udføre beregninger på matematiske formler, indtaste data, operationer og parenteser i den rækkefølge, de er skrevet i formlen, uden at tænke på den korrekte rækkefølge af operationer. Afvejningen for denne bekvemmelighed er kompleksiteten af regnemaskinen, da yderligere operationelle registre er nødvendige for at gemme operander, som operationer endnu ikke er blevet udført på. Hvert indlejret par af parenteser og hver højprioritetsoperation efter lavprioritetsoperationen kræver to driftsregistre: et til lagring af operanden og et til den ventende operation. Så for eksempel, når man beregner formlen:
i henhold til forrangsreglerne kan ingen af operationerne udføres før den sidste parameter j er indtastet ; når brugeren indtaster den første afsluttende parentes, skal lommeregneren lagre 10 operander og 9 operationer i driftsregistre.
Da antallet af registre er begrænset, er der for algebraiske logiske regnemaskiner en grænse for kompleksiteten af udtrykket, der kan beregnes uden transformation. De enkleste tekniske regnemaskiner kan have en grænse på 3-5 ventende tal (henholdsvis det samme antal par indlejrede parenteser og ventende operationer i den beregnede formel), mere komplekse - op til et dusin eller mere.
Prioriteten og associativiteten af addition, subtraktion, multiplikation og division svarer til dem, der accepteres i matematik, men andre binære operationer kan udføres forskelligt af forskellige regnemaskiner. For eksempel kan kædeeksponentiering “ 2 ^ 3 ^ 4 = ” [10] i forskellige modeller betyde 2 3 4 eller (2 3 ) 4 , og “ − 2 ^ 2 = ” kan betyde både (−2) 2 og −( 2 2 ). For at garantere korrektheden af beregningerne er det nødvendigt at omhyggeligt studere dokumentationen for en bestemt regnemaskinemodel og i tvetydige situationer bruge yderligere parenteser. Nogle modeller af lommeregnere indsætter automatisk yderligere parenteser i inputfeltet for at vise prioriteterne for operationer [11] .
Denne type logik er baseret på den såkaldte omvendt polske notation (RPN, Reverse Polish Notation) af udtryk, hvor værdierne af operanderne først skrives i en række, og efter dem tegnet på operationen, der udføres .
Arkitekturen af regnemaskiner med omvendt parentesløs logik er kendetegnet ved tilstedeværelsen af en stak operationelle registre med en størrelse på mindst tre (normalt angivet med X, Y, Z) og en specifik kommando, angivet på tastaturet som "↑" ( også "ENTER" , "B↑" , "E↑" ). Den værdi, der indtastes fra tastaturet eller hentes fra hukommelsesregistret, placeres i X-registret og vises på displayet. Kommandoen "↑" flytter værdierne på stakken i retningen X → Y → Z → (og yderligere, hvis der er flere registre på stakken), det vil sige, denne operation giver dig mulighed for at adskille input af successive operander . Når brugeren trykker på en vilkårlig operationstast, udføres denne operation på operanderne på stakken (normalt på værdierne i Y- og X-registrene), og resultatet placeres i X-registret. Resten af værdierne på stakken flyttes tilbage i →Z→Y-retningen. Tabellen nedenfor viser rækkefølgen, hvori udtrykket "1 + 2 × 3" evalueres på en RPN-beregner og indholdet af stakregistrene efter tryk på hver tast (forudsat at stakken oprindeligt var fuldstændig nulstillet).
Registrer T | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Registrer Z | 0 | 0 | 0 | 0 | en | en | 0 | 0 |
Registrer Y | 0 | 0 | en | en | 2 | 2 | en | 0 |
Registrer X (visning) | 0 | en | en | 2 | 2 | 3 | 6 | 7 |
Tast trykket | "en" | "↑" | "2" | "↑" | "3" | "×" | "+" | |
Drift i gang | input | flytte | input | flytte | input | "2×3" | "1+6" |
Nogle gange har lommeregnere med RPN yderligere et operationsregister, hvori efter operationen gemmes det tidligere indhold af X-registret. Denne værdi kan om nødvendigt hentes ved hjælp af en speciel kommando. Parenteser er ikke nødvendige i RPN, fordi operationerne udføres i den rækkefølge, de er indtastet.
RPN svarer funktionelt til almindelig parentes med infix-notation, men de samme udtryk kræver færre tastetryk at evaluere. Praksis viser, at det er ret simpelt at lære at bruge RPN, men for effektivt at bruge en lommeregner med omvendt parenteslogik kræves indledende træning og konstant vedligeholdelse af færdigheder. Blandt almindelige tekniske regnemaskiner er brugen af RPN'er sjælden; fra udenlandske kan flere modeller af HP nævnes, fra sovjetiske - den eneste model "Electronics B3-19M" (ikke tilgængelig i øjeblikket). RPN er mere populær i programmerbare lommeregnere, herunder på grund af reduktionen i programstørrelse opnået med brugen: for en lommeregner med en lille mængde programhukommelse afgør lagring af bogstaveligt talt en eller to instruktioner nogle gange, om et ekstremt nødvendigt program vil passe i hukommelsen, eller det skal reduceres, hvilket ofrer muligheder og brugervenlighed.
Beregningen af et-steds funktioner (faste potenser og rødder, trigonometriske, logaritmer osv.), Uanset logikken i beregningerne, implementeres oftest i henhold til postfix-skemaet:
For at beregne et udtryk på de fleste lommeregnere skal du for eksempel trykke på tasterne i rækkefølge:
[5], [×], [4], . [=]_[lg]De mest komplekse regnemaskiner med algebraisk logik giver dig mulighed for at indtaste et funktionskald i en naturlig (algebraisk) form: først indtastes funktionstegnet, efter det, i parentes, værdien eller udtrykket, hvorfra denne funktion skal beregnes. Det vil sige, at beregningen af det foregående eksempel i en sådan lommeregner vil kræve tastetryk:
[lg], (, [5], [×], [4], . )_[=]På nogle modeller skrives der automatisk et åbningsbeslag, når der trykkes på funktionstasten, og lukkebeslag indsættes automatisk, når der trykkes på lighedstasten.
Den første af de beskrevne muligheder er lettere at implementere og samtidig mere økonomisk, da du kun skal trykke på funktionstasten for at beregne selve funktionen. Men for beregninger ved hjælp af komplekse formler kræver dette enten en udviklet færdighed eller et foreløbigt maleri af proceduren for indtastning af formlen på papir. Den anden mulighed er klarere og lettere for brugeren, da hele det algebraiske udtryk kan indtastes fuldstændigt i sin naturlige form, men dette er kun praktisk, hvis der er et tilstrækkeligt stort alfanumerisk display, der viser hele formlen, der indtastes, eller i det mindste en væsentlig del af det. Derudover skal du normalt trykke på flere taster, når du skriver.
Ud over fremstillede lommeregnerenheder findes der også computerprogrammer - lommeregnere. Sådanne programmer er et specialiseret softwareprodukt designet til et snævert udvalg af beregninger, for eksempel:
En almindelig computerapplikation er et online regneprogram, der tegner en lommeregner på skærmen med knapper, der kan trykkes på med musen (typisk kan man også trykke på talknapperne på tastaturet med samme effekt). Et sådant program er praktisk for dem, der er vant til at arbejde med en konventionel lommeregner. Regnemaskineprogrammer findes til de fleste kendte typer operativsystemer og er som regel inkluderet i standardsættet af hjælpeprogrammer, der leveres med systemet, såsom det velkendte Microsoft Windows-regnemaskineprogram fra sættet af standard Windows-programmer.
En anden tilgang til at implementere lommeregnere på en computer er at indtaste udtryk på kommandolinjen (for eksempel bc ). Sådanne lommeregnere kaldes også små bogstaver. Generelt er dette mere bekvemt, da du kan indtaste komplekse udtryk og om nødvendigt kalde dem igen (med eller uden ændringer), samt se historikken for beregninger.
Nogle programmer er specielt lavet til at efterligne (eller simulere ) en specifik regnemaskinemodel, der gengiver dens udseende og alle funktioner (inklusive dens iboende fejl ). Når du emulerer en lommeregner, kopieres lommeregnerens funktioner fuldstændigt (lommeregnerens firmware- koder bruges ), ved simulering udføres kun en omtrentlig gentagelse af funktioner. En emulator kan være en del af et lommeregnersoftwareudviklingssystem. For eksempel har HP 50g- familien af lommeregnere , en af de mest kraftfulde programmerbare regnemaskiner på markedet, et frit tilgængeligt udviklingsmiljø, der inkluderer en emulator og en debugger, der kører under Windows.
Der er specialiserede websteder, der giver mulighed for at efterligne nogle modeller af lommeregnere, for eksempel for at studere hans arbejde [13] [14] .
I slutningen af det første årti af det 21. århundrede var flere dusin virksomheder engageret i masseproduktion af regnemaskiner med i alt hundredvis af modeller til forskellige formål i deres sortiment. Blandt producenterne er omkring et dusin verdensberømte mærker og kun få firmaer, der producerer regnemaskiner af alle typer. Lederen inden for den samlede produktion af lommeregnere er CASIO - i 2006 annoncerede hun udgivelsen af en milliardte kopi. Samme år udgav Sharp lommeregner nummer 600 millioner. I den globale salgsvolumen er fire virksomheder førende: CASIO , Hewlett Packard , Texas Instruments , Citizen . Nogle mærker har mærkbart større lokal popularitet i visse lande eller regioner. Så i Rusland er den ubestridte leder blandt mærker Citizen, men produkterne fra en af de "fire store" - Texas Instruments - er dårligt distribueret. Ud over Citizen, HP og CASIO, er Canon , Sharp , STAFF, ASSISTANT, Kenko- regnemaskiner også meget brugt i Rusland [4] .
Hvis efterspørgslen efter lommeregnere i Sovjetunionen blev tilfredsstillet af dens egen produktion (regnemaskiner produceret i CMEA- landene blev også brugt, hovedsageligt i institutioner ), anvendes nu i Rusland næsten udelukkende importerede regnemaskiner [4] . Efter Sovjetunionens sammenbrud blev produktionen af lommeregnere såvel som næsten al masseproduceret kompleks elektronik begrænset, ude af stand til at modstå konkurrencen med en bølge af importerede produkter. En del af produktionen forblev i de tidligere sovjetrepublikker (herunder en af de vigtigste producenter af sovjetiske regnemaskiner, NPO Kristall, beliggende i Ukraine). Virksomheder, der producerer elektroniske enheder og komponenter, producerer faktisk ikke lommeregnere. For eksempel arbejder Zelenograd-virksomheden " Angstrem ", en af de få russiske producenter af elektroniske kredsløb til lommeregnere, til eksport [4] , og St. Petersburg PJSC "Svetlana", som producerede en bred vifte af lommeregnere i sovjettiden, er fuldstændig omorienteret til produktion af industriel elektronik [15] . Adskillige modeller af sovjetiske regnemaskiner holdt i produktion indtil midten af 1990'erne eller endnu mere (f.eks. MK-51 og MK-71 regnemaskinerne fremstillet af Angstrem, hvis sidste eksemplarer går tilbage til 1999-2000), men mængden af deres produktion var meget lille.
Der produceres også hundredvis af typer billige noname-regnemaskiner i verden. For det meste er de meget ringere i kvalitet i forhold til verdensmærker, men konkurrerer med succes med dem, hovedsageligt i de lavere prissegmenter, på grund af en betydeligt lavere pris. I Rusland er noname-modeller udbredt, og på det russiske marked er ifølge eksperter desuden en betydelig del af regnemaskiner, der sælges under kendte mærker, falske [4] .
I 2009 blev det eurasiske lommeregnermarked anslået til 4,5-6 millioner euro om måneden.
Tidligere (indtil 1990'erne) på verdensplan bestod hovedmarkedsandelen (65-70 % i monetære termer) af skrivebordsregnskaber og simple aritmetiske lommeregnere. Førstnævnte bruges aktivt til almindelige daglige beregninger i kontorarbejde såvel som i handel, som et supplement til kasseapparatet , sidstnævnte - til daglige husstandsberegninger.
I Vesten har situationen ændret sig dramatisk i de seneste årtier. Dette skete, efter at regnemaskinerne blev "legaliseret" i uddannelsesprocessen i vestlige skoler og universiteter , og metoderne til håndtering af lommeregneren blev inkluderet i den generelle skolepensum; brugen af lommeregnere i uddannelsesprocessen er ikke kun ikke forbudt der, men nogle gange er det endda obligatorisk. Som følge heraf er andelen af tekniske og grafiske lommeregnere i Vesteuropa steget markant og udgjorde i 2009 33 % i kvantitative termer, og i monetære termer var den 25 % højere end andelen af stationære og simple lommeregnere.
I Rusland, hvor brugen af lommeregnere i uddannelsesinstitutioner stadig er strengt begrænset, forbliver situationen den samme som før i Europa: 70% af markedet er stadig optaget af desktop-beregnere, 10-12% af lommeregnere, andelen af teknik. regnemaskiner spænder fra 5-13 % . Også i Rusland er der meget mindre efterspørgsel efter udskrivning af regnemaskiner end i Vesten. Ud over objektive årsager forbinder analytikere forskelle i efterspørgsel efter visse typer regnemaskiner med leverandørernes markedsføringspolitik [4] .
![]() | |
---|---|
I bibliografiske kataloger |
|
Computer klasser | |
---|---|
I henhold til opgaver | |
Ved datapræsentation | |
Efter talsystem | |
Af arbejdsmiljø | |
Efter aftale | |
Supercomputere | |
Lille og mobil |