Сергій Фролов
Ця стаття присвячена незамінним помічникам в нашому житті - мікрокалькуляторах. Описується історія виникнення радянських мікрокалькуляторів, їх особливості та цікаві можливості окремих моделей.
Перші обчислювачі
Першим механічним пристосуванням в Росії для автоматизації розрахунків були рахунки. Цей "народний калькулятор" протримався на робочих місцях касирок у магазинах аж до середини дев'яностих років. Цікаво відзначити, що в підручнику "Торговельні обчислення" 1986 року методам обчислення на рахунках присвячений цілий розділ.
Одночасно з рахунками, у наукових колах, ще з дореволюційних часів, з успіхом використовувалися логарифмічні лінійки, які з XVII століття практично без змін прослужили "вірою і правдою" аж до появи калькуляторів.
Намагаючись якось автоматизувати процес обчислень, людство починає винаходити механічні вважають пристрою. Навіть відомий математик Чебишев в кінці XIX століття запропонував свою модель обчислювача. На жаль, зображення не збереглося.
Найпопулярнішим механічним обчислювачем в радянські часи був арифмометр системи Однера "Фелікс". Зліва - зображення арифмометра, взяте з "Малої радянської енциклопедії" 1932 року видання.
На цьому арифмометрі можна було робити чотири арифметичних дії - додавання, віднімання, множення і ділення. У більш пізніх моделях, наприклад, "Фелікс-М", можна бачити повзуночки для вказівки положення коми і важіль для зсуву каретки. Для виробництва обчислень було необхідно крутити ручку - один раз для додавання або віднімання, і кілька разів для множення і ділення.
Один раз, звичайно, покрутити ручку можна, і навіть цікаво, але що робити, якщо ви працюєте бухгалтером, і за день необхідно зробити сотні простих операцій? Та і шум від крутяться шестерінок-лічильників варто пристойний, особливо, якщо одночасно в приміщенні з арифмометром працює кілька осіб.
Проте, з часом крутити ручку починало набридати, і людський розум ізоблел електричні рахункові машини, які арифметичні дії виробляли автоматично або напівавтоматично. Праворуч - зображення полулярной в 50-і роки багатоклавішні обчислювальної машини ВММ-2 (Товарний словник, VIII тому, 1960). Ця модель мала дев'ять розрядів і працювала до 17-го порядку. У неї були габарити 440x330x240 мм і маса в 23 кілограми.
Все ж наука взяла своє. У повоєнні роки почала бурхливо розвиватися електроніка і з'явилися перші комп'ютери - електронні-обчислювальні машини (ЕОМ). До початку 60-х років між комп'ютерами і наймогутнішими лічильно-клавішними обчислювальними машинами утворився за багатьма параметрами величезний розрив, незважаючи на появу радянських релейних обчислювальних машин "Вільнюс" і "Вятка" (1961).
Але до того часу в ленінградському університеті вже була спроектована одна з перших в світі настільних клавішних обчислювальних машин, в якій використовувалися малогабаритні напівпровідникові елементи й ферритові сердечники. Був виготовлений і діючий макет цієї ЕКВМ - електронної клавішною обчислювальної машини.
А взагалі, вважається, що перший масовий електронний калькулятор з'явився в Англії в 1963 році. Його схема була виконана на друкованих платах і містила кілька тисяч одних тільки транзисторів. Розміри такого калькулятора були як у друкарської машинки, а виконував він лише арифметичні операції з багаторозрядним числами. Зліва показаний калькулятор "Електроніка" - типовий представник калькуляторів цього покоління.
Поширення настільних ЕКВМ почалося в 1964 р., коли в нашій країні був освоєний серійний випуск ЕКВМ "Вега" та розпочато випуск настільних ЕКВМ в ряді інших країн. У 1967 р. з'явилася ЕДВМ-11 (електронна десятіклавішная обчислювальна машина) - перша в нашій країні ЕКВМ, автоматично обчислюється тригонометричні функції.
Подальший розвиток обчислювальної техніки нерозривно пов'язано з досягненнями мікроелектроніки. В кінці 50-х років була розроблена технологія виробництва інтегральних схем, що містили групи пов'язаних між собою електронних елементів, а вже в 1961 р. з'явилася перша модель ЕОМ на інтегральних схемах, яка була в 48 разів менше по масі і в 150 разів менше за обсягом , ніж напівпровідникові ЕОМ, що виконували ті ж функції. У 1965 р. з'являються й перші ЕКВМ на інтегральних схемах. Приблизно в цей же час з'явилися і перші переносні ЕКВМ на БІСах (тільки що впроваджених у виробництво) з автономним живленням від вбудованих акумуляторів. У 1971 р. габарити ЕКВМ стали "кишеньковими", в 1972 р. з'явилися ЕМК науково-технічного типу з підпрограмами обчислення елементарних функцій, додатковими регістрами пам'яті і з представленням чисел як в природній формі, так і у формі з плаваючою комою в самому широкому діапазоні чисел.
Розвиток виробництва ЕКВМ в нашій країні йшло паралельно з його розвитком в інших найбільш промислово розвинених країнах світу. У 1970 р. з'явилися перші зразки ЕКВМ на ІВ, з 1971 р. на цих елементах починається випуск машин серії "Іскра". У 1972 р. стали проводитися і перші вітчизняні мікро-ЕОМ на БІСах.
Перший радянський кишеньковий калькулятор
Перші радянські настільні калькулятори, які з'явилися в 1971 році, швидко завоювали популярність. ЕКВМ на основі ВІС працювали тихо, споживали мало енергії, обчислювали швидко і безпомилково. Собівартість мікросхем швидко знижувалася, і можна було думати про створення МК кишенькового розміру, ціна якого була б доступна широкому споживачеві.
У серпні 1973 року електронна промисловість нашої країни поставила завдання за один рік створити електронний кишеньковий обчислювач на мікропроцесорній БІС і з рідкокристалічним індикатором. Над цією складним завданням працювала група з 27 осіб. Мала відбутися величезна робота: виготовити креслення, схеми і. шаблони, що складаються з 144 тис. точок, розмістити мікропроцесор з 3400 елементами в кристалі розміром 5х5 мм.
Через п'ять місяців роботи були готові перші зразки МК, а через дев'ять місяців, за три місяці до встановленого терміну, електронний кишеньковий обчислювач під назвою "Електроніка Б3-04" був зданий державній комісії. Вже на початку 1974 року електронний гном надійшов у продаж. Це була велика трудова перемога, яка показала можливості нашої електронної промисловості.
У цьому мікрокалькулятор вперше був застосований індикатор на рідких кристалах, причому цифри зображувалися білими знаками на чорному тлі.
Включення калькулятора вироблялося натисненням на шторку, після чого відкривалася кришка, і калькулятор починав роботу.
Мікрокалькулятор мав дуже цікавий алгоритм роботи. Для того, щоб обчислити (20-8 +7) необхідно було натиснути клавіші | C | 20 | + = | 8 | -= | 7 | + = |. Результат: 5. Якщо результат треба помножити, скажімо, на три, то обчислення можна продовжити натисканням клавіш: | X | 3 | + = |.
Клавіша | K | використовувалася для обчислення з константою.
У цьому калькуляторі були використані прозорі плати з об'ємним монтажем. На малюнку показана частина плати мікрокалькулятора.
Мікрокалькулятор містить чотири мікросхеми - 23-х розрядний зсувний регістр К145АП1, пристрій управління індикатором К145ПП1, операційний регістр К145ІП2 і мікропроцесор К145ІП1. У блоці перетворення напруги використана мікросхема перетворення рівнів.
Цікаво відзначити, що цей калькулятор працював від однієї батареї типу АА (А316 "Квант", "Уран").
Перші радянські мікрокалькулятори
На початку 70-х років звичний сьогодні мову роботи з мікрокалькулятора тільки зароджувався. Перші моделі мікрокалькуляторів взагалі могли мати свою мову роботи, і на калькуляторі доводилося вчитися рахувати. Візьмемо, наприклад, перший калькулятор ленінградського заводу "Світлана" серії "С". Це - калькулятор С3-07. До речі, варто відзначити, що калькулятори заводу "Світлана" взагалі стоять окремо.
Невеликий відступ. Всі мікрокалькулятори в ті часи отримали загальне позначення "Б3" (цифра три на кінці, а не буква "З", як багато хто вважав). Настільні електронний годинник отримали букви Б2, наручні електронні - Б5 (наприклад, Б5-207), настільні електронні з вакуумним індикатором - Б6, великий настінний - Б7 і так далі. Буква "Б" - "побутова техніка". Тільки мікрокалькулятори Светлановского заводу отримали літеру "С" - Світлана (СВІТЛО лампочки розжарювання - для тих, хто не знає).
Так ось, візьмемо, наприклад, калькулятор С3-07. Дуже дивний калькулятор, особливо - його клавіатура і дисплей. Як видно з картинки, на калькуляторі суміщені не тільки клавіші | + = | і | -= |, але і помножити / розділити | X -: - |. Спробуйте самі здогадатися, як на цьому калькуляторі множити і ділити. Підказка: калькулятор не сприймає два натискання на одну клавішу, можна тільки одне.
Відповідь не менш дивний: щоб зробити, скажімо, множення 2 на 3, треба натиснути на клавіші | 2 | X-: - | 3 | + = |, а щоб розділити 2 на 3, треба натиснути клавіші: | 2 | X-: - | 3 | -= |. Додавання і віднімання відбувається аналогічно калькулятору Б3-04, тобто, отримання різниці 2 - 3 буде обчислюватися так: | 2 | + = | 3 | -= |. У деяких моделях цього калькулятора можна зустріти і дивовижний восьмісегментний індикатор.
Починаючи з цієї моделі калькуляторів, всі прості калькулятори Светлановского заводу оперують з числами з порядками до 10e16-1, навіть якщо на дисплей поміщається вісім або дванадцять розрядів. Якщо результат перевищує 8 або 12 розрядів (залежно від моделі), то кома зникає і на дисплеї з'являються перші 8 або 12 розрядів числа.
Говорячи про мову роботи з мікрокалькулятора перших випусків, слід згадати і про калькуляторах Б3-02, Б3-05 і Б3-05М. Це - віхи старих калькуляторів типу "Іскра". У цих калькуляторах при обчисленнях постійно горять всі розряди індикатора. В основному, звичайно, нулі. Дуже незручно шукати на таких калькуляторах перший (та й останній) значущий розряд. До речі, в моделі C3-07, про яку говорилося раніше, вже була спроба вирішити цю проблему, хоча і дещо незвичним способом - на цьому калькуляторі нуль має половину висоти. Так от, ці три калькулятора мали дуже незручну, але цілком зрозумілу для ранніх калькуляторів особливість: необхідна точність обчислень задається при введенні першого числа. Тобто, якщо необхідно, скажімо, вирахувати частка від ділення 23 на 32 з точністю до трьох знаків після коми, то число 23 необхідно ввести з трьома знаками після коми: | 23,000 | -: - | 32 | = | (0.718). До тих пір, поки оператор не натисне кнопку скидання, всі наступні обчислення будуть проводитися з трьома знаками після коми, а кома взагалі більше нікуди не рухається. Це, до речі, і називається "фіксованою комою", а більш пізні калькулятори, в яких кома вже переміщається по діпслею, тоді називалися "з плаваючою комою". Зараз, в термінології відбулися зміни, в результаті яких з "плаваючою комою" зараз називаються відображення числа з мантиси ліворуч і порядком справа.
Через рік після розробки першого кишенькового мікрокалькулятора Б3-04 з'явилися нові, більш досконалі моделі кишенькових МК. Це - моделі Б3-09М, Б3-14 і Б3-14М. Ці калькулятори були зроблені на одній мікросхемі процесора К145ІК2 і одній мікросхемі генератора фаз. Зліва показаний калькулятор Б3-09М, в такому ж корпусі зроблений і Б3-14М, праворуч - Б3-14. На цих моделях був вже "стандартний" мову роботи на калькуляторах, включаючи обчислення з константою.
Ці калькулятори вже могли працювати як від блоку живлення, так і від чотирьох (Б3-09М, Б3-14М) або трьох (Б3-14) елементів типу АА.
Хоча ці калькулятори зроблені на одному і тому ж чіпі, вони мають різні функціональні можливості. І взагалі, "прибирання" різних функцій було притаманне багатьом моделям радянських мікрокалькуляторів. Наприклад, у мікрокалькулятора Б3-09М не було знака обчислення квадратного кореня, Б3-14М не вмів обчислювати проценти.
Особливістю цих простих калькуляторів було те, що кома займала окремий розряд. Це дуже зручно для швидкого зчитування інформації, але при цьому пропадає останній знаковий розряд. У цих же калькуляторів перед початком роботи необхідно натискати клавішу "C" для очищення регістрів.
Перший радянський інженерний мікрокалькулятор
Наступним величезним кроком в історії розвитку мікрокалькуляторів стала поява першого радянського інженерного мікрокалькулятора. В кінці 1975 року в Радянському Союзі був створений перший інженерний мікрокалькулятор Б3-18. Як писав із цього приводу журнал "Наука і Життя" 10, 1976 в статті "Фантастична електроніка": "... цей калькулятор перейшов Рубікон арифметики, його математичну освіту зробило крок у тригонометрію і алгебру." Електроніка Б3-18 "вміє миттєво зводити в квадрат і витягувати квадратний корінь, у два прийоми зводити в будь-який ступінь в межах восьми розрядів, обчислювати зворотні величини, обчислювати логарифми і антілогаріфми, тригонометричні функції ...", "... коли бачиш, як машина, яка тільки що миттєво складала величезні числа, витрачає кілька секунд, щоб виконати будь-яку алгебраїчну або тригонометричну операцію, мимоволі замислюєшся про ту велику роботу, яка йде всередині маленької коробочки, перш ніж на її індикаторі засвітиться результат ".
І дійсно, була виконана величезна робота. У єдиний кристал розміром 5 х 5,2 мм вдалося вмістити 45000 транзисторів, резисторів, конденсаторів і провідників, тобто півсотні телевізорів того часу запихнули в одну клітинку арифметичної зошити! Однак, і ціна такого калькулятора була чималою - 220 рублів в 1978 році. Для прикладу, інженер після закінчення інституту в ті часи отримував 120 рублів на місяць. Але, покупка була варта того. Тепер не треба думати, як не збити повзунок логарифмічної лінійки, не треба піклуватися про похибки, можна закинути на полицю таблиці логарифмів.
До речі, в цьому калькуляторі вперше була застосована клавіша префіксной функції "F".
Все ж таки в мікросхему К145ІП7 калькулятора Б3-18 не вдалося повністю вмістити все, що хотілося. Наприклад, при обчисленні функцій, в яких використовувалося розкладання в ряд Тейлора, очищався робочий регістр, в результаті чого стирався попередній результат операції. У зв'язку з цим не можна було робити ланцюгові обчислення, такі як 5 + sin 2. Для цього спочатку потрібно було отримати синус від двох, а потім тільки додати до результату 5.
Отже, робота проведена велика, витрачені великі зусилля, і в результаті з'явився хороший, але дуже дорогий калькулятор. Щоб калькулятор був доступний масовим верствам населення, було прийнято рішення на базі калькулятора Б3-18А зробити більш дешеву модель. Щоб не винаходити велосипед, наші інженери пішли найлегшим шляхом. Вони взяли і прибрали клавішу префіксной функції "F" з калькулятора. Калькулятор перетворився на звичайний, отримав назву "Б3-25А" і став доступним широким верствам населення. І тільки розробники і ремонтники калькуляторів знали таємницю переробки Б3-25А.
Подальший розвиток мікрокалькуляторів
Відразу слідом за калькулятором Б3-18 спільно з інженерами з НДР був випущений мікрокалькулятор Б3-19М. У цьому калькуляторі була використана, так звана, "зворотний польський запис". Спочатку набирається перше число, потім натискається клавіша введення числа в стек, потім друге число, і тільки після цього - необхідна операція. Стік у калькуляторі складається з трьох регістрів - X, Y і Z. У цьому ж калькуляторі вперше був застосований введення порядку числа і показ числа у форматі з плаваючою комою (з мантиси і порядку). У калькуляторі був використаний 12-розрядний індикатор на червоних світловипромінюючих діодах.
У 1977 році з'явився інший дуже потужний інженерний калькулятор - С3-15. Цей калькулятор мав підвищену точність обчислень (до 12 розрядів), працював з порядками до 9, (9) в 99 ступені, мав три регістра пам'яті, але найкраще - працював з алгебраїчною логікою. Тобто, для того, щоб обчислити за формулою 2 + 3 * 5, не потрібно було спочатку обчислювати 3 * 5, а потім до результату додавати 2. Цю формулу можна було записувати в "природному" вигляді: | 2 | + | 3 | * | 5 | = |. Крім того, в калькуляторі використовувалися дужки до восьми рівнів. Ще цей калькулятор - єдиний калькулятор, який разом зі своїм настільним братом МК-41, має клавішу / p /. Ця клавіша використовувалася для обчислень за формулою sqrt (x ^ 2 + y ^ 2).
У 1977 році була розроблена мікросхема К145ІП11, яка породила цілу серію калькуляторів. Найпершим з них був дуже відомий калькулятор Б3-26 (на малюнку справа). Як і з калькуляторами Б3-09М, Б3-14 і Б3-14М, а також з Б3-18А і Б3-25А, з них надійшли також - видалили деякі функції.
На основі калькулятора Б3-26 були зроблені калькулятори Б3-23 з відсотками, Б3-23А з квадратним коренем, Б3-24Г з пам'яттю. До речі, калькулятор Б3-23А згодом став найдешевшим радянським калькулятором з ціною всього в 18 рублів. Б3-26 незабаром став називатися МК-26 і з'явився його зведений брат МК-57 і МК-57А з аналогічними функціями.
Светлановскій завод також порадував своєю моделлю С3-27, яка, правда, не прижилася, і її незабаром замінила дуже популярна і дешева модель С3-33 (МК-33).
Ще одним напрямком у розвитку мікрокалькуляторів стали інженерні Б3-35 (МК-35) і Б3-36 (МК-36). Б3-35 відрізнявся від Б3-36 більш простим дизайном і коштував на п'ять рублів дешевше. Ці мікрокалькулятори вміли переводити градуси в радіани і навпаки, множити і ділити числа в пам'яті.
Дуже цікаво ці калькулятори обчислювали факторіал - простим перебором. На обчислення максимального значення факторіала в 69 на мікрокалькуляторах Б3-35 витрачалося більше п'яти секунд.
Ці калькулятори були дуже популярні у нас, хоч і володіли, на мій погляд, певним недоліком: вони показували на індикаторі рівно стільки значущих розрядів, скільки про це сказано в інструкції. Зазвичай їх п'ять-шість для трансцендентних функцій.
На основі цих калькуляторів був зроблений настільний варіант МК-45.
До речі, багато кишенькові інженерні калькулятори мають своїх настільних братів. Це - калькулятори МК-41 (С3-15), МКШ-2 (Б3-30), МК-45 (Б3-35, Б3-36).
Калькулятор МКШ-2 - єдиний "шкільний" калькулятор випускався нашою промисловістю за винятком великих демонстраційних, про які буде сказано нижче. Цей калькулятор, як і калькулятор Б3-32 (на малюнку ліворуч), вмів обчислювати корені квадратного рівняння і знаходити корені системи рівнянь з двома невідомими. По дизайну цей калькулятор повністю ідентичний калькулятору Б3-14.
Особливість калькулятора, крім описаних вище, - всі написи на клавішах виконані у закордонних стандартам. Наприклад, клавіша запису числа в пам'ять позначалася не "П" і не "x-> П", а "STO". Виклик числа з пам'яті - "RCL".
Незважаючи на можливість роботи з числами з великими порядками, на цьому калькуляторі використовувався восьмирозрядний дисплей, такий же як і в Б3-14. Виходило, що якщо відображати число з мантиси і порядку, то на індикаторі вміщується лише п'ять значущих цифр. Щоб вирішити цю проблему в мікрокалькулятор використовувалася клавіша "CN". Якщо, приміром, результатом обчислень було число 1.2345678e-12, то на індикаторі показати його як 1.2345-12. Натиснувши | F | CN |, бачимо на індикаторі 12345678. Кома при цьому гасне.
Перший радянський програмований калькулятор
В кінці 1977 був розроблений, і на початку 1978 року надійшов у продаж перший радянський програмований мікрокалькулятор Б3-21 (на малюнку справа). Це був ще один великий крок вперед. До цього людям доводилося по кілька разів повторювати обчислення, у калькуляторах було максимум три регістра пам'яті. Тепер же з'явилася можливість самому писати програми і зберігати декілька чисел у пам'яті. Термін "програмований калькулятор" викликав благоговіння і деяку тремтіння в голосі. Це був дуже дорогий калькулятор - він коштував цілих 350 рублів! Незабаром мікрокалькулятор було нагороджено знаком якості.
Перші моделі мікролькулятора Б3-21 випускалися з індикатором на червоних світлодіодах. Кома займала окремий розряд. Потім індикатор поміняли на зелений катод-люмінісцентний, через що він став працювати на 20% повільніше.
Мікрокалькулятор працює зі зворотнім польським нотацією, тобто спочатку вводяться два числа, а потім вводиться операція. Після введення першого числа необхідно натиснути стрілку вгору. Крім двох операційних регістрів X і Y мікрокалькулятор має кільцевої стек, що складається з шести регістрів. Стек чисел з'єднаний з регістром X. Для кільцевого переміщення чисел в стеку використовуються спеціальні клавіші переміщення чисел в стеку - за годинниковою стрілкою і проти годинникової. Крім кільцевого стека в калькуляторі передбачені ще сім регістрів з номерами від 2 до 8.
Калькулятор має дві префіксних клавіші - F і P. Клавіша F є префіксной для операцій, позначених чорним кольором, клавіша P - позначених червоним. Префіксне клавіші також використовуються для запису і вилучення чисел з регістрів. Для запису використовується клавіша P, а для читання - клавіша F.
Але я ж не сказав про головну особливості калькулятора Б3-21 - здатності програмувати! У мікрокалькулятор є 60 кроків програми, причому адреси записуються за модулем шість, тобто адреси йдуть у наступному порядку: 00, 01, 02, 03, 04, 05, 10, 11 і так далі. Кожна клавіша має свій код операції. Калькулятор має функції безумовного переходу, переходу на підпрограми, а також переходи за умовою. Клавіші розгалуження (переходів) використовують два відділення пам'яті калькулятора - одну клітинку займає код операції, а іншу - адреса переходу. Необхідний адреса переходу виходить, виходячи з коду клавіші, яка натискається після натискання клавіші переходу, плюс 1. Наприклад, щоб безумовно перейти на адресу 33, необхідно натиснути клавіші БП і 3 (код 34). Коди операцій бралися з таблиці.
Перший програмований калькулятор відразу став дуже популярний в країні. Тепер користувач міг не тільки писати складні програми, але навіть грати в ігри з калькулятором. Це було нечуване нововведення! Почала випускатися література з техніки програмування на програмований мікрокалькулятор. Зліва на малюнку - дуже популярна книжка тих часів, присвячена іграм і корисним програмами з використанням калькулятора Б3-21.
Поява програмованого мікрокалькулятора Б3-21 дозволило навіть організувати управління виробничим процесом. Були випущені настільні варіанти цього калькулятора - МК-46 і МК-64 (малюнок справа). Це були великі настільні калькулятори, що мали на задній частині корпусу спеціальні роз'єми. Був введений додатковий регістр 9, в який записувався, так званий "код експерименту". У цих калькуляторах можливе введення даних як з клавіатури, так і від зовнішніх пристроїв (датчиків, аналого-цифрових перетворювачів та ін), вони можуть здійснювати контроль допускового величин введення даних і друкувати дані та результати їх обробки за допомогою зовнішнього пристрою. МК-64 відрізняється від МК-46 наявністю вбудованого цифро-аналогового перетворювача. Багато мікрокалькулятори МК-64 були встановлені в кабінетах фізики спеціальних фізико-математичних шкіл, так як вони могли, скажімо, виміряти напругу від батарейки.
Найвідоміший мікрокалькулятор
Перші програмовані калькулятори Б3-21, МК-46 і МК-64, хоч і працювали за програмою, але мали всього два операційних регістру X і Y, а робота з кільцевим стеком була дуже незручною. І ось, в 1980 році на зміну мікрокалькулятора Б3-21 прийшов програмований мікрокалькулятор Б3-34 у ціною 85 рублів. Це був ще один крок вперед! У нього був стек, що складається з чотирьох регістрів, 98 кроків програмної пам'яті, 14 регістрів пам'яті замість семи у Б3-21, а найголовніше - можливість організації циклів і робота з індексними регістрами. З калькулятором стало працювати - одне задоволення.
Незабаром з'явилися аналоги Б3-34 - МК-54, зроблений у красивому дизайні, і коштував на 20 рублів дешевше за рахунок використання джерел живлення іншого типу. Був також розроблений настільний варіант - МК-56.
Один за іншим відомі науково-популярні журнали стали вчити працювати з калькулятором. Це - журнали "Наука і Життя", "Техніка-Молоді" і "Хімія і Життя". У "Науці і Життя", починаючи з жовтня 1983 року з'явився спеціальний розділ "Людина з мікрокалькулятором", де розповідалося як працювати з Б3-34, а також наводилося велика кількість корисних та ігрових програм. Журнал "Техніка - Молоді", починаючи в 1985 році спочатку провів курс програмування на Б3-34 під назвою "Калькулятор - Ваш помічник", а потім організувало "Клуб Електронних Ігор", в якому друкувалися увлекательнейшие фантастичні оповідання "Справжня Правда" та "Шлях до Землі ", де читачам пропонувалося самим" освоїти "техніку" приземлення "на місячну поверхню і здійснити політ з Місяця на Землю на не пристосованому для таких польотів кораблі місцевих місячних ліній" Кон-Тікі ". Школярі і дорослі користувачі мікрокалькулятора з нетерпінням чекали чергового номера "Техніки-Молоді", щоб продовжити політ до Землі.
Мікокалькулятор працює по зворотній польської нотації, тобто спочатку вводиться перше число, натискається клавіша, вводиться друге число і натискається клавіша з необхідною операцією. Тобто, щоб помножити 2 на 3, треба натиснути клавіші: 
(Результат - 6). Для зберігання операндів використовується стек, що складається з чотирьох регістрів - X, Y, Z, T. При введенні числа після отримання результату і при витягу числа з регістра пам'яті (0 .. 9, A.. D), вміст регістру X, який є відображенням індикатора, зсувається в регістр Y, значення Y - на Z, а Z - у T . При виконанні операцій в якості операндів використовуються, в основному, регістр X і Y.
У режимі програмування код кожної команди займає одну комірку пам'яті. Команди розгалуження (переходи, цикли, умови) займають два осередки. Одна комірка - код операції, друга - адреса переходу. На відміну від Б3-21, адреса переходу задається за допомогою цифрових клавіш, а не за допомогою введення операції з потрібним кодом. Наприклад, для того щоб ввести команду переходу на Адерс 33, треба було ввести | БП | 3 | (клавіші 3 відповідав код 34). У мікрокалькулятор Б3-34 тепер треба просто ввести | БП | 3 | 3 |. Хоча тепер і треба було вводити на одну клавішу більше, зате не треба звірятися з кодами операції за таблицями.
Більш докладно про те, як працювати з калькулятором Б3-34, описано на спеціальній сторінці, присвяченій роботі з Б3-34, яка розташована тут.
Однак, найцікавіше в калькуляторах Б3-34, і його аналоги - наявність недокументованих можливостей, які допомагали не тільки в написанні програм, але і формувати спеціальні відеоповідомлення. Недокументованих особливостей у цих мікрокалькуляторах виявилося настільки багато, що заслуговують написання окремої статті. Про недокументовані можливості Б3-34 і його аналогів можна ознайомитися тут.
Мікрокалькулятор Б3-34 і його аналог МК-54 та МК-56 стали настільки популярними, що розробники з Київського заводу "Кристал" вирішили продовжити цю лінію калькуляторів і в 1985 році випустили нові моделі МК-61 і МК-52. У них доданий один регістр пам'яті, стало 105 кроків програмної пам'яті та додано ще десяток функцій. Мікрокалькулятор МК-52, крім того, мав пам'ять на 512 осередків, що не стиралася при вимиканні харчування, і в яку можна було записати як програму, так і дані. У мікрокалькулятор МК-52 був також спеціальний роз'єм для підключення вже готових модулів з програмами, що випускалися під загальною назвою БРП (блок розширення пам'яті). При розробці блоків БРП розробники знову вбили відразу двох зайців, запаяний в блок матрицю з двома наборами програм. Встановивши перемичку, скажімо, до 1, отримуємо блок БРП-3 з математичним набором програм, а перепаяти перемичку на положення 2 - блок БРП стає астронавігаціонним БРП-2. Гарантія, правда, на блок при цьому втрачалася, тому що доводилося відкручувати гвинт з пломбою. Про це було сказано в одному з номерів "Науки і Життя", де один з читачів поділився про це з редакцією, якому в свою чергу про це розповів один з розробників з НВО "Кристал". Уявляю, що було потім з цим розробником.
До речі, мікрокалькулятор МК-52 літав у космос на кораблі "Союз ТМ-7", де його передбачалося використовувати для розрахунку траєкторії посадки у випадку, якщо зіпсується бортовий комп'ютер.
Пізні моделі мікрокалькуляторів
Перші мікрокалькулятори споживали дуже багато енергії від батарейок, роботи яких вистачало максимум на дві години автономної роботи. 220 вольт під рукою буває не завжди, а без проблем купити батарейки можна було тільки у великих містах. Тому інженери-розробники почали розробляти мікрокалькулятори, які б дуже мало енергії від батарейок. До того часу вже були винайдені індикатори на рідких кристалах, які відрізнялися пониженим енергоспоживанням.
Другим мікрокалькулятором на рідких кристалах після Б3-04 став мікрокалькулятор Б3-30 (на малюнку ліворуч), розроблений в 1978 році і споживає 8 міліватт (для порівняння, калькулятор Б3-26 споживав 600 мВт). У цьому калькуляторі була невластива радянським калькуляторах функція обчислення зворотної величини числа, наявна практично в усіх сучасних простих калькуляторах. Щоб обчислити 1 / 5, треба натиснути | 5 | -: - | = |. Через рік мікрокалькулятор Б3-30 замінив Б3-39, в якому використовувалася нова Низкопороговое мікросхема. Споживана потужність зменшилась у вісім разів і склала всього один міліватт. У цьому калькуляторі вже можна було обійтися без перетворювача напруги.
Ще через рік, до Московської олімпіаді 1980 року був випущений мікрокалькулятор МК-53, що має на борту годинник з будильником і секундоміром. У цьому мікрокалькулятор потрібно на одну батарейку менше, ніж у Б3-39. Це стало можливим за рахунок використання ще більш Низкопороговое мікросхеми К145ВВ3-2, яка до того ж стала "бескорпусной".
Новою віхою в калькуляторостроеніі стала поява мікрокалькулята з живленням від сонячних елементів МК-60. Загалом-то, звичайний калькулятор, має один регістр пам'яті, крім сонячних батарей нічого в ньому особливого немає.
Інженерна думка теж на місці не стояла, і, вирішуючи завдання мікромініатюризації, у 1979 році розроблено новий сверхмаленькій, але дуже розумний мікрокалькулятор Б3-38. До нього увійшли всі останні досягнення мікроелектроніки. Його розміри були найменшими - 91х55х5.5 мм.
Він умів не тільки бути інженерним, а й виробляв статистичні розрахунки. Калькулятор мав дві префіксний клавіші - F1 і F2. Скоро з'явився аналогічний калькулятор, але з розмірами більше - МК-51. Скоро він став дуже популярним, хоча у нього був істотний недолік - вимикач живлення, який весь час погано включався. Це було через те, що наші інженери дізналися зробити механізм включення, що складається з напівкруглого повзунка, який замикав доріжки друкованого монтажу на платі. Зрозуміло, з часом доріжки окислялись або стиралися, і контакт ставав поганим.
У цих мікрокалькуляторах був вперше застосований метод обчислення елементарних функцій за методом "цифра за цифрою", який став змінив розкладання в ряд Тейлора і став фактичним стандартом майже для всіх сучасних калькуляторів у всьому світі, крім як у нас. У двох словах, метод "цифра за цифрою" можна віднести як до ітераційним, так і до табличним. Він характеризується простотою виконання операцій (алгебраїчне додавання і зсув), значним совпаданіем алгоритмів для різних функцій і, найголовніше, досить високим швидкодією і точністю обчисленням. Похибка обчислень при 8-розрядному аргументі складає всього + - 1 у сьомому-восьмому розряді.
І, нарешті, однією з останніх моделей серед інженерних мікрокалькуляторів став мікрокалькулятор МК-71 з живленням від сонячних елементів. Він по суті є продовженням серії Б3-38 і МК-51. У цьому калькуляторі, на відміну від Б3-38 і МК-51, використовується алгебраїчна логіка обчислень, така ж як і в С3-15, є п'ять рівнів дужок, можливість роботи з простими дробами і представляти результат обчислень в градусах, хвилинах і секундах, є гіперболічні функції і механізм округлення результату до необхідної точності. До того ж цей калькулятор - десятирозрядний.
Є ще один напрям розвитку калькуляторів - демонстраційні калькулятори. По суті справи, це звичайні мікрокалькулятори, в яких застосовані великі індикатори і кнопки, включаючи герконові, на кооторие "натискали" за допомогою магнітної указки. У мене збереглася тільки одна фотографія демонстраційного калькулятора, зробленого на основі МК-36. Свого часу я подарував до школи, де вчився, демонстраційний калькулятор розмірами метр на півтора, сумісний з МК-54, але його в кінці серпня викинули на смітник ...
Мікрокалькулятори - мікрокомп'ютери
На початку 80-х років все більше стає персональних комп'ютерів. У 1983 році з'являється перший Радянський персональний комп'ютер "Агат" з процесором 6502, в деяких школах починають викладати мови програмування.
У 1986 році з'являється перший радянський мікрокалькулятор з мовою програмування "Бейсік" - "Мікрокомп'ютер" Електроніка МК-85 ". Коштує він недешево - 145 рублів, але все одно відразу змітається з прилавків фірмових магазинів" Електроніка "з Москві та Ленінграді, варто йому з'явитися . Тільки до 1988 року його можна буде спокійно купити в магазині. Це - не просто так - в калькуляторі є "Бейсік" - мова програмування справжніх комп'ютерів!
МК-85 випускався в двох варіантах - з кілобайтом пам'яті (МК-85) і з шістьма (МК-85М). Мікрокалькулятор мав особливість - працював з числами, у яких порядки досягали + - 4096 ступеня. Щоправда, брати синус від числа з порядком, близьким до 4096, могло привести не тільки до зависання, а й до пропажі вже введених програм. Програми, до речі, не стиралися з пам'яті калькулятора після його вимикання - теж новинка. У звичайному режимі калькулятор працює о-о-о-чень повільно. Так наприклад, для обчислення синуса від числа 3 йому потрібно цілих 3.5 секунди. Мікрокалькулятор можна перекласти з режим "прискорених обчислень". Для цього в момент його включення потрібно натиснути клавішу "+". Тоді він вважає дуже швидко. Той же синус він "бере" вже за 0,5 секунди, але при цьому батарейки буквально "зотлівають" на очах, і їх дуже скоро потрібно міняти. Такий режим роботи рекомендується при роботі від зовнішнього джерела живлення.
У калькуляторі є 16-розрядний індикатор, і в одному рядку може вміститися до 63 символів. Передбачено введення до 10 програм користувача, причому введену програму можна налагоджувати в режимі налагодження. Крім того в калькуляторі є 26 регістрів пам'яті, число яких може бути збільшено за рахунок зменшення пам'яті для програм.
Дуже цікаво, що в такому перспективному калькуляторі елементарні математичні функції обчислюються розкладанням в ряд Тейлора, а не за методом "Цифра за цифрою", що трохи дивно. Хоча багато дивне може стати абсолютно зрозумілим, якщо ви дочитаєте цю статтю до кінця.
І, нарешті, завершує наш історичний екскурс з світ мікрокалькуляторів - супер-калькулятор МК-90 - дітище мінського заводу "Кристал". У мене дуже мало інформації з цього калькулятору через відсутність його в моєму розпорядженні. Скажу тільки, що це калькулятор з бейсиком, і великим графічним екраном. Він має 16-розрядний процесор, сумісний з Електронікою 60, ОЗУ - 16 кбайт, ПЗУ - 16 кбайт (користувачеві доступно 11824 байт). Дисплей - 120 х 64 крапок (8 рядків по 20 символів).
На цьому еволюція мікрокалькуляторів завершується, як би нам цього хотілося. Мінський завод "Кристал" продовжує випускати МК-90, випускає ще кілька простих калькуляторів серії MC. Наші російські заводи, схоже, повністю згорнули виробництво мікрокалькуляторів. Імпортні моделі давно втекли далеко вперед. Для них нормою стала наявність 32 кілобайт пам'яті, великий графічний, або навіть кольоровий дисплей, зв'язок з комп'ютером і пристойне швидкодію.
Рідкісні моделі мікрокалькуляторів
До рідкісних моделей мікрокалькуляторів слід віднести не дуже старі моделі калькуляторів, які давно вже знесли на смітник, а моделі, які були випущені тільки пробними партіями, або які дуже швидко були зняті з виробництва. В основному, у мене дуже мало інформації про таких калькуляторах, іноді навіть інформація отримана всього лише зі згадки в книгах.
Перша рідкісна модель мікрокалькуляторів - Б3-18. Відразу після її випуску з'явилася Б3-18А, а Б3-18 знята з виробництва. Те ж саме можна сказати і про Б3-19 (Б3-19М). Були випущені дослідні партії мікрокалькуляторів з червоним індикатором у вигляді світловипромінюючих діодів. Це моделі Б3-26А, Б3-36А.
Дуже рідкісна модель - єдиний радянський мікрокалькулятор з друкуючим пристроєм - МК-40. Також хочу згадати і про МК-47. Цей калькулятор зроблений в аналогічному корпусі з Б3-21, і дозволяв записувати програми користувача на магнітні картки.
Серед пізніх моделей пробними партіями в 1982 році (!) Був випущений мікрокалькулятор "Електроніка СП", який представляв собою кишеньковий словник-перекладач. Він зберігав у пам'яті по 1000 слів з російської, англійської та німецької мов. Крім цього в ньому був калькулятор, перегляд всіх слів, начінаюзіхся з будь-якою букви, виклик на індикатор однієї з 52 закінчених чи незакінчених фраз, а також виклик слів і фраз по 11 тем. У калькулятора був 15-сегментний 16-розрядний індикатор і працював тільки від п'яти вольт. Це пристрій було зроблено на основі однокристального мікропроцесора К1801ВЕ1 і мало 64кбіт ПЗУ типу К596РЕ1.
Помилки та особливості мікрокалькуляторів
Трохи про помилки та особливості. Враховуючи специфіку розробки радянських мікрокалькуляторів, включаючи геополітичні аспекти, може стати ясно, що якщо наші розробники розробляли мікрокалькулятор самі, не спираючись на результати пошарового сканування мікросхем імпортних аналогів, то вони постійно вносили якусь родзинку в їхню роботу. Це були як помилки в обчисленнях мікрокалькуляторів, так і цікаві знахідки.
У сімействі калькуляторів серії Б3-26 (Б3-23, Б3-24Г, МК-57), наприклад, ознакою наявності числа у регістрі пам'яті було світіння точки в самому лівому невикористовуваних розряді. Крім цього, цей мікрокалькулятор чудово обчислював квадратні корені з від'ємних чисел. Корінь від -4 дорівнював -2. І ніяких повідомлень про помилки.
У мікрокалькулятор Б3-32, розробники, побачивши, що на індикаторі є незадіяна точка зліва, вирішили її задіяти. У цієї моделі точка зліва загоряється при натисканні клавіші. Натиснули - спалахує, відпустили - гасне. Більше - нічого.
У мікрокалькуляторах сімейства Б3-35 (Б3-36, МК-66, МК-45) розробники додумалися обчислювати факторіал методом перебору, позабви при цьому блокувати клавіатуру при повідомленні про помилки до скидання.
У мікрокалькулятор Б3-21 розробники включили функцію, результатом якої в регістр Y містився синус аргументу, а в регістр X - косинус. Простим діленням отримуємо тангенс. Дуже зручно.
Однак, в перших випусках цих калькуляторів спостерігалася помилка: при додаванні числа, що містить у мантиси сім дев'яток, а у восьмому розряді, який не відображається - цифра, велика чотирьох, виникає помилка. У цих моделях якщо скласти 9.9999999 і 10 виходить 120.
При виконанні складних операцій на зразок синуса міг зіпсуватися один з регістрів кільцевого стека. Для перевірки після включення калькулятора можна набрати | 2 | P | sin | P |, |. Якщо на індикаторі світиться 1. -00, То калькулятор має таку помилку.
Ну, і деякі моделі неправильно переходили (точніше, не переходили) на підпрограму, якщо оператор ПП занесений в клітинку програмної пам'яті з адресою 55, 65, 70, 80, 91 і 92, і виконується оператор, код якого дорівнює вказівником переходу до підпрограми. Трохи незрозуміло, але якщо за адресою 55 стоїть | ПП | 9 | 9 | C / П |, то замість того, щоб перейти на адресу 93 (код клавіші | 9 | - 94), калькулятор занесе в регістр X число 99, то це може викликати легке здивування з причини нервового зриву у людини, яка впевнена, що написав програму правильно.
Цікаві користувачі можуть знайти в калькуляторі МК-71 одну дуже примітну особливість. Вона пов'язана з перемиканням перемикача градусів-радіанах-градів в середнє положення - між градусами і радіанах або між радіанах і градами. Хто б міг додуматися до цього! При цьому калькулятор переходить у дуже незвичайний режим роботи, що нагадує роботу з калькулятором МК-51.
По-перше, тепер числа в мікрокалькулятор мають мантиссу довжиною 8 замість десяти, хоча відсутні розряди зберігаються в пам'яті, але не видно. По-друге, деякі кнопки управління мають інше значення!
Клавіша з зображенням градусів тепер обчислює зворотне значення числа, у поєднанні з клавішею F - факторіал. Клавіша 1 / x - перемикає спосіб обчислення тригонометричних функцій (градуси-радіани-гради). На індикаторі вони відображаються відповідно значками "F", "П", "K"! У поєднанні з клавішею "F" клавіша 1 / x тепер входить в режим статистичних обчислень. Клавіша "hyp" тепер вводить інформацію у градусах, хвилинах і сукундах, і назад в поєднанні з клавішею "F". Для індикації числа, що знаходиться в пам'яті, режиму клавіші "F" і обчислення з константою використовуються сегменти самого лівого розряду.
Ну і, звичайно, всім відомий Б3-34. Цей калькулятор має найбільшу кількість помилок і особливостей в роботі. Зазначу лише деякі помилки, які в одній книзі були названі особливостями, які "... є наслідком не помилок розробників мікрокалькулятора, а їх спроб знайти компроміс між вимогами математичного забезпечення та простоти конструкції".
У програмованому режимі роботи не виконуються функціональні оператори перед оператором / - / зміни знака.
Після виконання підпрограми, що закінчується Некториє операторами, замість оператора В / 0, виконується наступний за ним оператор. Ось така "особливість".
Оператор x ^ Y виконувався невірно при деяких значеннях операндів. Для прикладу можна ввести | 5 | 5 | 5 | 5 | | Х | 4 | | F | X ^ Y |. Якщо висвічується 39.062487, то оператор x ^ y обчислюється неправильно.
Ці - то помилки в подальшому були виправлені, але залишилися помилки зведення негативних чисел в цілу ступінь, калькулятор МК-61 і МК-52 вважали нуль найбільшим у світі числом при обчисленні функції знаходження максимального з двох чисел | K | max |.
Словом, "наші" постаралися.