Kalkulačka ( lat. calculātor "counter") - elektronické výpočetní zařízení pro provádění operací s čísly nebo algebraickými vzorci .
Kalkulačka nahradila mechanická výpočetní zařízení , jako je počítadlo , počítadlo , logaritmická pravítka, mechanické nebo elektromechanické aritmometry a také matematické tabulky (především tabulky logaritmů ).
Podle možností a zamýšleného rozsahu použití se kalkulátory dělí na jednoduché, účetní, strojírenské (vědecké), finanční. Programovatelné kalkulačky se obvykle rozlišují do samostatných tříd , které umožňují provádět složité výpočty podle předem připraveného programu, a také na grafické kalkulačky, které podporují konstrukci a zobrazování grafů . Specializované kalkulačky jsou určeny k provádění výpočtů v poměrně úzké oblasti ( finanční , stavební atd.)
Podle návrhu mohou být kalkulačky stolní nebo kompaktní (kapesní). Některé modely mají rozhraní pro připojení osobního počítače , tiskového zařízení , externího paměťového modulu nebo jiných externích zařízení. Moderní osobní počítače , mobilní telefony , PDA a dokonce i náramkové hodinky mohou mít programy podobné kalkulačce .
Termín „kalkulačka“ také označuje specializované programy, které jsou zabudovány do webových stránek (například „kalkulačka kalorií“, „kalkulačka velikosti oblečení“ atd.) nebo do domácích spotřebičů (např. jednoduchá lékařská kalkulačka může být zabudována do sportovní simulátor ).
Latinské slovo kalkulačka "počítač, účetní" pochází ze slovesa calculo "počítám, počítám", což zase pochází ze slova kalkul "oblázek" (k počítání se používaly oblázky); kalkul je zdrobnělina od calx "vápno".
V Sovětském svazu se termín „mikrokalkulačka“ používal k označení malého elektronického výpočetního zařízení, které bylo poprvé použito v roce 1974 pro mikrokalkulátor „ Elektronika B3-04 “. Stolní i mikrokalkulátory byly oficiálně nazývány „EKVM“ ( zkr. počítače s elektronickou klávesnicí ) [1] . V současné době se termín „kalkulačka“ používá pro stolní i kapesní kalkulačky, ale termín „mikrokalkulačka“ lze použít i ve vztahu ke stejným zařízením, lze tedy tyto pojmy považovat za synonyma.
Historie počítačů, včetně kalkulaček, tradičně začíná Pascalovým sčítacím strojem , vytvořeným v roce 1643 Blaise Pascalem , a Leibnizovým sčítacím strojem , vynalezeným v roce 1673 německým matematikem Gottfriedem Wilhelmem Leibnizem . V roce 1876 vytvořil ruský matematik P. L. Čebyšev sčítací aparát se spojitým přenosem desítek. V roce 1881 také navrhl předponu pro násobení a dělení ( Čebyševův sčítací stroj ). Masová výroba mechanických počítacích automatizačních zařízení začala na konci 19. století : sčítací stroje , tabelátory a sčítací stroje se staly skutečným pomocníkem v účetnictví, statistice a technických výpočtech.
Elektronická počítačová zařízení s klávesnicí byla vytvořena v 50. letech 20. století pomocí nejprve relé a poté polovodičových součástek . První taková zařízení měla velikost skříně a vážila více než sto kilogramů. V roce 1957 tak společnost Casio vydala jednu z prvních sériových kalkulaček 14-A [6] . Provedl čtyři aritmetické operace na 14bitových desítkových číslech. Konstrukce používala relé, vážila 140 kg a byla vyrobena ve formě stolu s podstavcem-počítačovou jednotkou, klávesnicí a displejem a při provozu spotřebovala 300 W [7] .
V roce 1961 byla ve Spojeném království uvedena na trh první sériově vyráběná plně elektronická kalkulačka ANITA MK VIII s 11místným indikátorem plynové výbojky, plnohodnotnou klávesnicí pro zadání čísla + deseti klávesami pro zadání násobiče. V SSSR v roce 1964 vyšla první domácí sériová elektronická kalkulačka " Vega " [8] , v USA se téhož roku objevila masivní celotranzistorová kalkulačka FRIDEN 130 (4 registry, reverzní polská notace ).
Pevné kalkulačky se rychle staly složitějšími. V roce 1965 vydaly Wang Laboratories kalkulačku Wang LOCI-2 , která uměla počítat logaritmy , Casio představilo první kalkulačku s vestavěnou pamětí „Casio 001“ (rozměry 37 × 48 × 25 cm, hmotnost 17 kg) a Olivetti uvedlo na trh "Programma 101" - první kalkulačka, která uměla uložit program a opakovaně na něm provádět výpočty. V roce 1967 Casio představilo svůj stolní programovatelný kalkulátor AL-1000 a v SSSR začala výroba EDVM-P, kalkulátoru s výpočtem transcendentálních funkcí. Konečně v roce 1969 společnost Hewlett-Packard vydala stolní programovatelnou vědeckou kalkulačku HP 9100A. Implementoval vestavěné operace pro výpočet všech základních matematických funkcí, měl 16 přídavných paměťových registrů, programovou paměť na 192 kroků a umožňoval psát programy se složitou logikou. Byl určen pro připojení zařízení pro ukládání dat na magnetické karty, specializované tiskárny a modulu rozhraní pro výstup dat na tiskárnu IBM. Samostatně se prodávala paměťová rozšiřující jednotka s objemem 3472 programových kroků nebo 248 paměťových registrů (paměť byla rozdělena mezi program a registry podle potřeby). Kalkulačka byla umístěna na stole a vážila asi 18 kg. HP 9100A a jeho rozšířená verze, HP 9100B, byly pravděpodobně nejpokročilejšími diskrétními polovodičovými kalkulačkami.
Malé stolní a kapesní kalkulačky se vyrábějí od roku 1970, po nástupu integrovaných obvodů , které drasticky snížily velikost, hmotnost a spotřebu energie elektronických zařízení. V roce 1970 začaly Sharp a Canon prodávat kalkulačky, které se daly držet v ruce (s hmotností asi 800 g). V roce 1971 se objevila první skutečně kapesní (131×77×37 mm) kalkulačka Bomwar 901B ; prováděl 4 aritmetické operace, měl LED displej a stál 240 dolarů.
V roce 1972 vydal Hewlett Packard HP-35 , první inženýrskou kapesní kalkulačku, která podporuje přímé a inverzní trigonometrické funkce, logaritmy a antilogaritmy, odmocňování a zvyšování na libovolnou moc; Byla použita logika RPN se čtyřmi operačními registry, byl zde přídavný paměťový registr. Model byl velmi oblíbený, za 3,5 roku se prodalo přes 300 000 exemplářů za cenu 395 USD (asi 2366 USD v cenách roku 2018). HP-35 byl předchůdcem celé rodiny kalkulaček Hewlett Packard používajících RPN a zapsal se na seznam historicky významných vynálezů a zařízení v oblasti elektrotechniky a elektroniky podporovaný IEEE „ milníky IEEE“. V roce 2007, konkrétně na památku tohoto modelu, společnost vydala kalkulačku nazvanou „ HP-35s “ - negrafickou inženýrskou programovatelnou kalkulačku s logikou RPN, která si pokud možno zachovává celkové rozložení HP-35 a má určitá podobnost s ním.
V roce 1973 se v prodeji objevila kalkulačka Sharp EL-805 , ve které byl poprvé použit LCD , v roce 1978 - kapesní kalkulátor Casio Mini (tloušťka 3,9 mm). V roce 1979 společnost Hewlett Packard uvedla na trh první kalkulačku s alfanumerickým displejem - HP-41C , programovatelnou, se schopností připojit další moduly - RAM, ROM, čtečky čárových kódů , kazety s magnetickými páskami, diskety, tiskárny atd. V roce 1985 objevila se první programovatelná kalkulačka s grafickým displejem Casio FX-7000G .
Obecně ve druhé polovině 80. let a v následujícím desetiletí probíhal proces snižování nákladů na kalkulačky a snižování jejich energetické náročnosti . Výrazně se zvýšila výdrž baterie kalkulaček. Poháněné solárními panely a LCD displeje z exotiky se přesunuly do kategorie běžné výbavy, zároveň z používání prakticky vymizely kalkulačky s LED indikátory (s výjimkou jednotlivých stolních modelů).
Navzdory rozšířenému používání počítačů, včetně přenosných, a také gadgetů s velkým výpočetním výkonem ( smartphony , tablety , mininotebooky, dokonce i hodinky ), jsou kalkulačky na trhu i v 21. století stále žádané. Poptávka se snižuje pouze u nejjednodušších kapesních kalkulaček, které se používají pro příležitostné výpočty v domácnosti. [4] Není neobvyklé pozorovat situaci, kdy uživatel pracující u výkonného počítače drží na stole kalkulačku a periodicky k ní přistupuje. Výhodou „skutečných“ kalkulátorů zůstává i nadále ergonomie navržená pro konkrétní aplikaci, snadná manipulace, minimum nutných servisních operací, přenosnost a dlouhá výdrž baterie.
Funkčnost kalkulaček se od konce 20. století příliš nezměnila. Zásadní novinkou byla dodávka špičkových modelů vědeckých kalkulátorů se systémy symbolické algebry. Zvýšila se rychlost výpočtů a množství paměti programovatelných kalkulátorů, použité jazyky se zkomplikovaly a možnosti se zvýšily. Sedmisegmentový ukazatel je zachován pouze v nejjednodušších kalkulačkách, u vědeckých ustupuje plnohodnotnému grafickému (často barevnému) zobrazení. Dostupnost levných LCD displejů umožnila nejen přirozeněji zobrazovat vzorce uvedené v běžných vědeckých kalkulačkách, ale také vytvořit novou třídu kalkulaček - grafické, které umožňují zobrazovat výsledky výpočtů v grafické podobě. Také v posledních letech se na strojírenských kalkulačkách objevily dotykové obrazovky.
Kromě obvyklých ruských účtů pak prvním masově vyráběným zařízením pro automatizaci výpočtů v Rusku byl Odnerův sčítací stroj . Sčítací stroj, vynalezený v roce 1874, se sériově vyrábí od roku 1890 v petrohradském mechanickém závodě. Model se ukázal být natolik úspěšný, že se vyráběl devadesát let, až do konce 70. let, jen s drobnými vylepšeními (model Felix-M ).
V 50. letech 20. století byla v SSSR zahájena sériová výroba elektromechanických kalkulátorů s elektrickým pohonem - modely Bystritsa, VMM, VMP atd. V roce 1964 byla vyvinuta první plně elektronická stolní kalkulačka v SSSR " Vega " , která se začala masově vyrábět production. , která používala diskrétní polovodiče a paměti na feritových prvcích [9] .
První sovětská kalkulačka vyrobená pomocí mikroobvodů je Iskra 111T . Programovatelné kalkulačky se začaly vyrábět v roce 1972 se stolním počítačem " Iskra 123 ". V roce 1974 byla vydána první kapesní kalkulačka - " Electronics B3-04 "; právě v souvislosti s ním byl poprvé použit termín „mikrokalkulačka“. Elektronika B3-18 se stala první masovou sovětskou strojírenskou kalkulačkou : po uvedení na trh v roce 1976 byla následně dvakrát upravena (B3-18A a B3-18M) a vyráběla se až do poloviny 80. let. Od druhé poloviny 70. let byla v SSSR zvládnuta výroba kalkulaček všech typů a určení; celkový počet typů sovětských kalkulaček je asi sto, mezi nimi jsou jak analogy západních modelů, tak zcela vlastní vývoj.
První kapesní programovatelná kalkulačka v SSSR byla " Elektronika B3-21 " vyráběná od roku 1977; použitá logika RPN se dvěma operačními registry, pamětí pro 13 registrů a 60 programovými kroky. Kalkulačka se stala praotcem řady, která kromě ní zahrnovala stolní kalkulačky MK-46 , MK-64 , MC-1103 , kompatibilní v architektuře a příkazovém systému, s dalšími funkcemi - mohly fungovat jako prostředek ovládání výrobního procesu, pro který měli vstupní systém s měřičem napětí pro 8 kanálů a přídavným indikátorem pro zobrazení odchylky naměřené hodnoty od vypočtené.
V roce 1979 se objevil programovatelný kalkulátor B3-34 , vyrobený v pouzdru podobném B3-21, ale výrazně lepší ve schopnostech a nekompatibilní z hlediska systému velení. Později se objevil jeho funkční analog MK-54 , ve kterém byly použity nezabalené mikroobvody, díky čemuž se snížila velikost, hmotnost a cena. MK-56 - stolní verze MK-54. Všechny tři modely jsou plně softwarově kompatibilní, bylo pro ně vydáno několik známých referenčních knih s programy pro vědecké a technické výpočty a také série článků v populárních časopisech „ Technika pro mládež “ a „ Věda a život “, výuka programování, popisující vlastnosti kalkulaček a obsahující příklady programů, od technických po herní. V roce 1985 se objevily dva nové modely stejné řady, MK-61 a MK-52 , s rozšířenou sadou funkcí a zvýšenou pamětí. MK-52 měl vestavěnou energeticky nezávislou paměť pro ukládání programů nebo dat a umožňoval propojení paměťových rozšiřujících jednotek (PDU) s programovými knihovnami. V roce 1985 vydalo nakladatelství " Nauka " první vydání nejmasivnější příručky v SSSR o výpočtech na mikrokalkulátorech prof. V. P. Dyakonov , náklad všech tří vydání knihy činil 1,05 milionu výtisků.
Od roku 1986 se vyrábí kalkulátor Electronics MK-85 (modifikace - MK-85M), programovatelný v jazyce BASIC . Po rozpadu SSSR byla vlastní výroba kalkulaček v Rusku zcela ukončena a dodnes nebyla obnovena. S doslova ojedinělými výjimkami (například vyrobenými jednotlivými kopiemi MK-161 ) jsou všechny kalkulačky na ruském trhu zahraniční výroby [4] .
Typická kalkulačka má displej (indikátor), klávesnici, vyrobenou v jediném pouzdře, která obsahuje i elektronický obvod kalkulačky a baterie.
Jako displej v moderních kalkulačkách se používají především indikátory na tekutých krystalech ( LCD ). Profesionální účetní kalkulačky jsou k dispozici s LCD i vakuovým fluorescenčním displejem (ten spotřebovává mnohem více elektřiny, ale je dobře viditelný při slabém okolním osvětlení).
V závislosti na účelu kalkulačky se zobrazují informace o následujících typech indikátorů:
Klávesnice kalkulátorů obsahuje klávesy (tlačítka), jejichž stisk zajišťuje zadávání čísel a provádění operací a funkcí. Klávesnice obsahuje minimálně následující klávesy:
Kromě uvedených povinných kláves může kalkulačka obsahovat (a obvykle obsahuje) více či méně kláves pro výpočet funkcí, práci s paměťovými registry a ovládání pořadí výpočtů. Stisknutí těchto kláves vede k provedení odpovídající operace nebo výpočtu funkce na ní uvedené z čísla zobrazeného na indikátoru kalkulačky. Seznam podporovaných funkcí je určen modelem kalkulačky. Kalkulačky s algebraickou výpočetní logikou mají také závorky .
V nejjednodušších kalkulačkách odpovídá jedna klávesa jedné funkci . S nárůstem počtu podporovaných funkcí začíná klávesnice nepřijatelně růst, proto v technických kalkulačkách, které podporují desítky až stovky funkcí, klávesnice nebo její část pracuje v kombinovaném režimu: dvě nebo více funkcí odpovídá jedné klíč, jedno z označení je aplikováno na klíč samotný, druhý - nad ní (někdy je třetí vedle druhého). V tomto případě je modifikační klávesa „F“ umístěna na klávesnici (známá také jako „Shift“ nebo „2nd “ ). Stisknutí této klávesy bezprostředně před stisknutím víceúčelové klávesy způsobí, že nebude fungovat hlavní, ale doplňková funkce poslední klávesy. Někdy lze jedné klávese přiřadit tři nebo čtyři funkce, v takových případech jsou označení napsána na horní, spodní, boční straně klávesy, na ni jinou barvou atd. a pro zadání třetího se používají speciální klávesy. nebo čtvrtá funkce (například " 3. » nebo "K"). Je také možné přepínat provozní režimy kalkulačky a vybrat funkci, která má být provedena v závislosti na režimu. Například klíč může provádět obvyklou goniometrickou funkci po stisknutí "F" - obráceně; ale zároveň lze kalkulátor přepnout do režimu statistického výpočtu pomocí samostatného tlačítka nebo přepínače, v tomto případě stejná klávesa vyvolá jeden z příkazů statistického zpracování.
U některých modelů, jako je TI-30X Pro, jsou názvy několika funkcí vytištěny na jednom tlačítku a požadovaná funkce se vybírá opakovaným stisknutím tlačítka, dokud se požadovaná funkce nezobrazí na displeji.
Klávesnice kalkulačky je navržena pro práci s jednou rukou, takže kombinace několika současně stisknutých kláves se téměř nepoužívají. Výjimkou mohou být velmi zřídka používané servisní operace (například operace vymazání veškeré paměti v kalkulačce s velkým počtem registrů).
Procesor a paměť moderních kalkulátorů jsou fyzicky elektronické mikroobvody velkého a mimořádně velkého stupně integrace. Kalkulačky používají jak specializované mikroobvody, tak univerzální. Například kalkulačky řady TI-89 používají typický procesor řady Motorola 680x0 , který je široce používán v mobilních zařízeních a vestavěných systémech. Značná část kalkulaček využívá interní reprezentaci čísel ve formě binárně kódovaného dekadického kódu (BCD), což značně zjednodušuje vstupně-výstupní schémata, ale negativně ovlivňuje rychlost výpočtů a vyžaduje poněkud více paměti (asi 4/log₂10 ≈ 1,2 krát) pro uložení stejného množství dat ve srovnání s konvenčním binárním kódováním.
Paměť kalkulátoru je logicky (z pohledu uživatele) ve většině případů tvořena sadou registrů , z nichž každý může uložit jedno číslo. Kalkulačka má minimálně dva provozní registry , které uchovávají data, která se právě zpracovávají. Tradičně je první provozní registr (jehož hodnota je zobrazena na displeji kalkulačky) označen jako "X" a druhý provozní registr (který uchovává dříve zadaný operand ) jako "Y".
Kromě toho může kalkulátor přidělit jeden nebo více příkazů přístupných paměťových registrů pro ukládání konstant nebo mezivýsledků výpočtů. U kalkulátorů s jedním paměťovým registrem jsou klávesy pro ovládání tohoto registru obvykle označeny takto:
Pokud paměťový registr obsahuje nenulovou hodnotu, indikátor zobrazí servisní symbol (obvykle písmeno M ).
Pokud existuje více paměťových registrů, jsou obvykle očíslovány nebo označeny písmeny latinské abecedy. V tomto případě se pro provádění operací s registry používají klávesy s výše uvedeným označením, po kterých se dodatečně stisknou odpovídající číselné nebo abecední klávesy.
V nejmodernějších moderních modelech inženýrských a programovatelných kalkulátorů se nepoužívá přímá práce s paměťovými registry podle jejich čísel. Místo toho má uživatel možnost popisovat proměnné konkrétními názvy a pracovat s nimi zadáním vzorců s názvy těchto proměnných.
Jako baterie pro kalkulačku lze použít solné, alkalické nebo lithium-iontové baterie nebo dobíjecí baterie . Moderní kalkulačky, z nichž většina má extrémně nízkou spotřebu energie, téměř univerzálně používají miniaturní diskové alkalické články . Z jednoho nového prvku může kalkulačka při každodenním používání pracovat od několika měsíců až po několik let. Někteří výrobci dodávají kalkulátory se solárními panely, jejichž výkon stačí pro provoz strojírenského kalkulátoru průměrné kapacity, nebo duální napájení, tedy kombinaci solárních a chemických baterií. Přítomnost solární baterie zároveň odstraňuje část zátěže z baterie, čímž prodlužuje životnost baterie kalkulačky a baterie zajišťuje stabilní provoz za špatných světelných podmínek. Pouze ty nejsložitější a nejproduktivnější programovatelné kalkulačky vyžadují prostorné a výkonné baterie; mohou používat několik velkých článků nebo baterií. Lze jej také použít, zejména u stolních modelů nebo modelů s tiskárnou, napájených ze sítě přes vhodný AC adaptér.
Kalkulačka implementuje jednu (velmi zřídka dvě) ze tří možností logiky operací , tedy pořadí, ve kterém jsou zadávány příkazy, které je nutné pro provádění aritmetických výpočtů (příkazy pro sčítání , odčítání , násobení a dělení ). Jedná se o aritmetickou logiku, algebraickou logiku a logiku počítání s reverzní polskou notací . První dva jsou založeny na infixové notaci (když je binární znak operace umístěn mezi operandy ve vzorci ), poslední je založen na postfixové notaci (kdy je znak operace umístěn za operandy, na které odkazuje).
Aritmetická logika je založena na infixovém zápisu bez priority nebo závorek. Chcete-li provést operaci „a * b“ (kde „*“ je libovolná binární operace), uživatel nejprve zadá hodnotu a, poté stiskne jednu z kláves pro binární operace („+“, „-“, „ד, „÷“, je také možné „y x “), poté zadejte hodnotu b a stiskněte klávesu „=". Zadaná operace se provede s čísly a a b a její výsledek se zobrazí na displeji. Pokud uživatel místo „=“ stiskne znovu klávesu binární operace, stane se to samé – provede se dříve zadaná operace a zobrazí se její výsledek, ale tento výsledek se stane prvním operandem pro operaci, jejíž klíč byl lisované.
Například pro výpočet hodnoty výrazu "30 * 5 + 45" musí uživatel postupně stisknout klávesy: "3" , "0" , "×" , "5" , "+" , "4" " , "5" , " =" . V tomto případě se po stisknutí plus provede dříve zadané násobení 30 5, na displeji se zobrazí výsledek 150 a za rovnítkem se zobrazí konečný výsledek 195. Aritmetická logika není předpokládat přítomnost priorit operací, všechny operace se provádějí v pořadí, v jakém jsou zadány. Takže pokus o výpočet výrazu 1 + 2 × 3 stisknutím tlačítek v sekvenci "1" , "+" , "2" , "×" , "3" , "=" povede k nesprávnému výsledku, protože nejdříve se provede sčítání a teprve potom násobení, z čehož vznikne 9 a ne 7, jak by to mělo dopadnout podle pravidel matematiky. Aby uživatel získal správný výsledek, musí změnit pořadí zadávání: nejprve provést operaci násobení a teprve potom sčítání.
Typ aritmetické logiky, která používá postfixovou notaci pro sčítání a odčítání. Charakteristickým rysem kalkulaček s touto logikou je přítomnost kláves s označením "+=" a "-=" . Stisknutí těchto kláves vede k výpočtu součtu a rozdílu posledních dvou zadaných čísel. Chcete-li například vypočítat 2 - 3 , stiskněte [2] ++=] [3] -[-=] . V tomto případě se operace násobení a dělení provádějí obvyklým způsobem. V současné době jsou kalkulačky s takovou logikou vyráběny a používány pro účetní výpočty.
Algebraická logika je založena na infixovém zápisu operací, ale na rozdíl od aritmetické logiky bere ve výpočtech v úvahu priority operací akceptovaných v matematice a umožňuje použití závorek. Jediná binární operace se provádí přesně stejným způsobem jako v případě aritmetické logiky, ale při provádění řetězových výpočtů při zadávání operace, jejíž priorita je vyšší než priorita dříve zadané, nebo při zadávání otevírací závorky, kalkulačka ukládá dříve zadané operandy do vnitřních registrů a umožňuje pokračovat v zadávání. A teprve když uživatel stiskne klávesu „=“ nebo zadá operaci s nižší prioritou nebo uzavírací závorku, vypočítá se výsledek zadaného výrazu nebo jeho části.
Algebraická logika umožňuje provádět výpočty na matematických vzorcích, zadávat data, operace a závorky v pořadí, v jakém jsou zapsány ve vzorci, aniž byste přemýšleli o správném pořadí operací. Kompromisem za toto pohodlí je složitost kalkulačky, protože pro uložení operandů, na kterých ještě nebyly provedeny operace, jsou zapotřebí další provozní registry. Každý vnořený pár závorek a každá operace s vysokou prioritou za tou s nízkou prioritou vyžaduje dva provozní registry: jeden pro uložení operandu a jeden pro nevyřízenou operaci. Takže například při výpočtu vzorce:
podle pravidel priority nelze provést žádnou z operací před zadáním posledního parametru j ; ve chvíli, kdy uživatel zadá první uzavírací závorku, by měl kalkulátor uložit 10 operandů a 9 operací do provozních registrů.
Vzhledem k tomu, že počet registrů je omezený, existuje pro algebraické logické kalkulačky omezení složitosti výrazu, který lze vypočítat bez transformace. Nejjednodušší technické kalkulačky mohou mít limit 3-5 nevyřízených čísel (respektive stejný počet párů vnořených závorek a nevyřízených operací ve vypočítaném vzorci), složitější - až tucet nebo více.
Priorita a asociativita sčítání, odčítání, násobení a dělení odpovídá těm, které jsou přijímány v matematice, ale jiné binární operace mohou různé kalkulačky provádět odlišně. Například umocnění řetězce „ 2 ^ 3 ^ 4 = “ [10] v různých modelech může znamenat 2 3 4 nebo (2 3 ) 4 a „ − 2 ^ 2 = “ může znamenat jak (−2) 2 , tak −( 22 ) . Aby byla zaručena správnost výpočtů, je nutné pečlivě prostudovat dokumentaci konkrétního modelu kalkulačky a v nejednoznačných situacích použít další závorky. Některé modely kalkulaček automaticky vkládají do vstupního pole další závorky pro zobrazení priorit operací [11] .
Tento typ logiky je založen na tzv. reverzní polské notaci (RPN, Reverse Polish Notation) výrazů, ve které jsou nejprve za sebou zapsány hodnoty operandů a za nimi znak právě prováděné operace. .
Architektura kalkulátorů s inverzní bezzávorkovou logikou je charakteristická přítomností zásobníku operačních registrů o velikosti alespoň tři (obvykle označovaných X, Y, Z) a specifického příkazu, označeného na klávesnici jako „↑“ ( také "ENTER" , "B↑" , "E↑" ). Hodnota zadaná z klávesnice nebo načtená z paměťového registru se umístí do registru X a zobrazí se na displeji. Příkaz „↑“ posouvá hodnoty na zásobníku ve směru X → Y → Z → (a dále, pokud je na zásobníku více registrů), to znamená, že tato operace umožňuje oddělit vstup po sobě jdoucích operandů . Když uživatel stiskne libovolnou operační klávesu, tato operace se provede na operandech v zásobníku (obvykle na hodnotách v registrech Y a X) a výsledek se umístí do registru X. Zbytek hodnot na stohu jsou posunuty zpět ve směru →Z→Y. Níže uvedená tabulka ukazuje pořadí, ve kterém je vyhodnocen výraz "1 + 2 × 3" na kalkulačce RPN, a obsah registrů zásobníku po stisknutí každé klávesy (za předpokladu, že zásobník byl původně zcela vynulován).
Registrovat T | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Registrovat Z | 0 | 0 | 0 | 0 | jeden | jeden | 0 | 0 |
Registrovat Y | 0 | 0 | jeden | jeden | 2 | 2 | jeden | 0 |
Registrovat X (zobrazit) | 0 | jeden | jeden | 2 | 2 | 3 | 6 | 7 |
Klávesa stisknuta | "jeden" | "↑" | "2" | "↑" | "3" | "×" | "+" | |
Probíhá operace | vstup | posun | vstup | posun | vstup | "2×3" | "1+6" |
Někdy mají kalkulačky s RPN ještě jeden provozní registr navíc, do kterého se po operaci uloží předchozí obsah registru X. V případě potřeby lze tuto hodnotu vyvolat pomocí speciálního příkazu. Závorky nejsou v RPN potřeba, protože operace se provádějí v pořadí, v jakém jsou zadány.
RPN je funkčně podobný běžnému zápisu infixu v závorkách, ale stejné výrazy vyžadují k vyhodnocení méně stisknutí kláves. Praxe ukazuje, že naučit se používat RPN je docela jednoduché, ale k efektivnímu používání kalkulačky s inverzní logikou závorek je zapotřebí předběžné školení a neustálé udržování dovedností. Mezi běžnými inženýrskými kalkulačkami je použití RPN vzácné; ze zahraničních lze jmenovat několik modelů HP, ze sovětských - jediný model "Electronics B3-19M" (v současné době není k dispozici). RPN je populárnější u programovatelných kalkulaček, mimo jiné kvůli zmenšení velikosti programu dosažené jeho použitím: u kalkulačky s malým množstvím programové paměti někdy uložení doslova jedné nebo dvou instrukcí určuje, zda se extrémně potřebný program vejde do paměti, nebo bude muset být snížen, čímž se obětují schopnosti a snadnost použití.
Výpočet jednomístných funkcí (pevné mocniny a odmocniny, trigonometrické, logaritmy atd.), bez ohledu na logiku výpočtů, se nejčastěji provádí podle schématu postfix:
Chcete-li například vypočítat výraz na většině kalkulaček, musíte postupně stisknout klávesy:
[5], [×], [4], [=], [lg].Nejsložitější kalkulačky s algebraickou logikou umožňují zadat volání funkce v přirozeném (algebraickém) tvaru: nejprve se zadá znaménko funkce, za ním v závorce hodnota nebo výraz, ze kterého se má tato funkce vypočítat. To znamená, že výpočet předchozího příkladu v takové kalkulačce bude vyžadovat stisknutí kláves:
[lg], (, [5], [×], [4], ), [=].U některých modelů se otevírací závorka napíše automaticky po stisknutí funkční klávesy a uzavírací závorky se automaticky vloží po stisknutí klávesy rovná se.
První z popsaných možností je jednodušší na implementaci a zároveň ekonomičtější, protože k výpočtu samotné funkce stačí stisknout funkční tlačítko. Ale pro výpočty pomocí složitých vzorců to vyžaduje buď rozvinutou dovednost, nebo předběžné malování postupu pro zadávání vzorce na papír. Druhá možnost je pro uživatele přehlednější a snazší, protože celý algebraický výraz lze zadat zcela v přirozené podobě, což je však výhodné pouze v případě, že je k dispozici dostatečně velký alfanumerický displej, který zobrazuje celý zadávaný vzorec, nebo alespoň jeho významnou část. Při psaní je navíc obvykle potřeba stisknout více kláves.
Kromě vyráběných kalkulátorových zařízení existují i počítačové programy - kalkulátory. Tyto programy jsou specializovaným softwarovým produktem určeným pro úzký rozsah výpočtů, například:
Běžnou počítačovou aplikací je online kalkulačka, která kreslí na obrazovku kalkulačku pomocí tlačítek, která lze stisknout myší (obvykle můžete se stejným efektem stisknout také číselná tlačítka na klávesnici). Takový program je vhodný pro ty, kteří jsou zvyklí pracovat s konvenční kalkulačkou. Programy kalkulačky existují pro většinu známých typů operačních systémů a zpravidla jsou součástí standardní sady utilit dodávaných se systémem, jako je například známý program kalkulačky Microsoft Windows ze sady standardních programů Windows.
Dalším přístupem k implementaci kalkulaček na počítači je zadávání výrazů na příkazovém řádku (například bc ). Takové kalkulačky se také nazývají malá písmena. Obecně je to pohodlnější, protože můžete zadávat složité výrazy a v případě potřeby je znovu volat (s úpravami nebo bez nich) a také zobrazit historii výpočtů.
Některé programy jsou speciálně vytvořeny tak, aby emulovaly (nebo simulovaly ) konkrétní model kalkulačky a reprodukovaly jeho vzhled a všechny funkce (včetně jeho inherentních chyb ). Při emulaci kalkulátoru jsou funkce kalkulátoru kompletně zkopírovány ( použity kódy firmwaru kalkulátoru ), při simulaci se provádí pouze přibližné opakování funkcí. Emulátor může být součástí systému vývoje softwaru kalkulačky. Například řada kalkulátorů HP 50g , jedna z nejvýkonnějších programovatelných kalkulaček na trhu, má volně dostupné vývojové prostředí, které zahrnuje emulátor a debugger běžící pod Windows.
Existují specializované stránky, které poskytují možnost napodobit některé modely kalkulaček, například ke studiu jeho prací [13] [14] .
Na konci prvního desetiletí 21. století se sériovou výrobou kalkulaček zabývalo několik desítek firem, v sortimentu celkem stovky modelů pro různé účely. Mezi výrobci je asi tucet světově proslulých značek a jen několik firem, které vyrábějí kalkulačky všech typů. Lídrem v celkové produkci kalkulaček je CASIO - v roce 2006 oznámila vydání miliardté kopie. Ve stejném roce Sharp vydal 600miliontou kalkulačku. V celosvětovém objemu prodeje jsou lídry čtyři společnosti: CASIO , Hewlett Packard , Texas Instruments , Citizen . Některé značky mají v určitých zemích nebo regionech znatelně větší místní popularitu. Takže v Rusku je nesporným lídrem mezi značkami Citizen, ale produkty jedné z „velké čtyřky“ - Texas Instruments - jsou špatně distribuovány. Kromě Citizen, HP a CASIO jsou v Rusku široce používány také kalkulačky Canon , Sharp , STAFF, ASSISTANT, Kenko [4] .
Jestliže v SSSR byla poptávka po kalkulačkách uspokojena vlastní výrobou ( používaly se i kalkulačky vyráběné v zemích RVHP , především v institucích ), nyní se v Rusku používají téměř výhradně dovážené kalkulačky [4] . Po rozpadu SSSR byla výroba kalkulaček, stejně jako téměř veškeré sériově vyráběné složité elektroniky, omezena a nemohla odolat konkurenci s vlnou dovážených produktů. Část výroby zůstala v bývalých sovětských republikách (včetně jednoho z hlavních výrobců sovětských kalkulaček NPO Kristall se sídlem na Ukrajině). Podniky, které vyrábějí elektronická zařízení a komponenty, ve skutečnosti nevyrábějí kalkulačky. Například zelenogradský podnik „ Angstrem “, jeden z mála ruských výrobců elektronických obvodů pro kalkulačky, pracuje na export [4] , a Petrohradská PJSC „Svetlana“, která v sovětských dobách vyráběla širokou škálu kalkulaček, se zcela přeorientuje na výrobu průmyslové elektroniky [15] . Několik modelů sovětských kalkulaček vydrželo ve výrobě až do poloviny 90. let nebo ještě déle (například kalkulačky MK-51 a MK-71 vyráběné firmou Angstrem, jejichž poslední exempláře pocházejí z let 1999-2000), ale objem jejich produkce byla velmi malá.
Také se ve světě vyrábějí stovky druhů levných noname kalkulaček. Z velké části jsou kvalitou mnohem horší než světové značky, ale díky výrazně nižší ceně jim úspěšně konkurují především v nižších cenových segmentech. V Rusku jsou noname modely rozšířené, navíc na ruském trhu je podle odborníků značná část kalkulaček prodávaných pod známými značkami padělek [4] .
V roce 2009 se trh s euroasijskými kalkulačkami odhadoval na 4,5–6 milionů eur měsíčně.
Dříve (do 90. let) celosvětově hlavní podíl na trhu (65–70 % v peněžním vyjádření) tvořilo stolní účetnictví a jednoduché aritmetické kapesní kalkulačky. První se aktivně používají pro běžné denní výpočty v kancelářské práci, stejně jako v obchodě, jako doplněk k pokladně , druhé - pro každodenní výpočty v domácnosti.
Na Západě se situace v posledních desetiletích dramaticky změnila. Stalo se tak poté, co byly kalkulačky „legalizovány“ ve vzdělávacím procesu na západních školách a univerzitách a metody zacházení s kalkulačkou byly zahrnuty do všeobecných školních osnov; používání kalkulaček ve vzdělávacím procesu tam nejen není zakázáno, ale někdy je dokonce povinné. V důsledku toho se v západní Evropě výrazně zvýšil podíl strojírenských a grafických kalkulátorů av roce 2009 kvantitativně dosáhl 33 %, v peněžním vyjádření byl o 25 % vyšší než podíl stolních a jednoduchých kapesních kalkulátorů.
V Rusku, kde je používání kalkulaček ve vzdělávacích institucích stále přísně omezeno, zůstává situace stejná jako dříve v Evropě: 70 % trhu stále zabírají stolní kalkulačky, 10-12 % kapesní kalkulačky, podíl strojírenství kalkulačky se pohybuje od 5-13%. Také v Rusku je mnohem menší poptávka po tiskařských kalkulačkách než na Západě. Kromě objektivních důvodů spojují analytici rozdíly v poptávce po určitých typech kalkulaček s marketingovou politikou dodavatelů [4] .
![]() | |
---|---|
V bibliografických katalozích |
|
Počítačové kurzy | |
---|---|
Podle úkolů | |
Prezentací dat | |
Podle číselného systému | |
Podle pracovního prostředí | |
Po domluvě | |
Superpočítače | |
Malý a mobilní |