Статьи

История советских калькуляторов. Дальнейшее развитие микрокалькуляторов. Часть 2

Статья опубликована с разрешения автора.

Следующим огромным шагом в истории развития микрокалькуляторов стало появление первого Советского инженерного микрокалькулятора. В конце 1975 года в Советском Союзе были созданы первые инженерные микрокалькуляторы С3-15 и Б3-18. Как писал по этому поводу журнал "Наука и Жизнь" 10, 1976 в статье "Фантастическая электроника": "...этот калькулятор перешел Рубикон арифметики, его математическое образование шагнуло в тригонометрию и алгебру. "Электроника Б3-18" умеет мгновенно возводить в квадрат и извлекать квадратный корень, в два приема возводить в любую степень в пределах восьми разрядов, вычислять обратные величины, вычислять логарифмы и антилогарифмы, тригонометрические функции...", "...когда видишь, как машина, которая только что мгновенно складывала огромные числа, тратит несколько секунд, чтобы выполнить какую-либо алгебраическую или тригонометрическую операцию, невольно задумываешься о той большой работе, которая идет внутри маленькой коробочки, прежде чем на ее индикаторе засветится результат".

И действительно, была проделана огромная работа. В единый кристалл размером 5 х 5,2 мм удалось вместить 45000 транзисторов, резисторов, конденсаторов и проводников, то есть полсотни телевизоров того времени запихали в одну клеточку арифметической тетради! Однако, и цена такого калькулятора была немалой - 220 рублей в 1978 году. Для примера, инженер после окончания института в те времена получал 120 рублей в месяц. Но покупка стоила того. Теперь не надо думать, как не сбить ползунок логарифмической линейки, не надо заботиться о погрешности, можно забросить на полку таблицы логарифмов.

Кстати, в этом калькуляторе впервые была применена клавиша прификсной функции "F". Все же в микросхему К145ИП7 калькулятора Б3-18 не удалось полностью вместить все, что хотелось. Например, при вычислении функций, в которых использовалось разложение в ряд Тэйлора, очищался рабочий регистр, в результате чего стирался предыдущий результат операции. В связи с этим нельзя было производить цепочные вычисления, такие как 5 + sin 2. Для этого сначала нужно было получить синус от двух, а потом только прибавлять к результату 5.

Итак, работа проделана большая, потрачены большие усилия, и в результате появился хороший, но очень дорогой калькулятор. Чтобы калькулятор был доступен массовым слоям населения, было принято решение на базе калькулятора Б3-18А сделать более дешевую модель. Чтобы не изобретать велосипед, наши инженеры пошли по самому легкому пути. Они взяли и убрали клавишу префиксной функции "F" с калькулятора. Калькулятор превратился в обычный, получил название "Б3-25А" и стал доступным широким слоям населения. И только разработчики и ремонтники калькуляторов знали тайну переделки Б3-25А.

Здесь стоит отдельно упомянуть о С3-15 светлановского завода. Микрокалькулятор С3-15 долгое время был одним из самых точных калькуляторов. Этот калькулятор имел повышенную точность вычислений (до 12 разрядов), работал с порядками до 9,(9) в 99 степени, имел три регистра памяти, но самое замечательное - работал с алгебраической логикой. То есть, для того, чтобы вычислить по формуле 2 + 3 * 5, не нужно было сначала вычислять 3 * 5, а затем к результату прибавлять 2. Эту формулу можно было записывать в "естественном" виде: | 2 | + | 3 | * | 5 | = |. Кроме того, в калькуляторе использовались скобки до восьми уровней. Еще этот калькулятор - единственный калькулятор, который вместе со своим настольным вариантом МК 41 имел клавишу /p/. Эта клавиша использовалась для вычислений по формуле sqrt (x^2 + y^2). Калькулятор C3-15 - разработатывался с 1974 года при участии ленинградских ученых. Этот калькулятор - полностью отечественная разработка. В основу математических формул для вычисления элементарных функций был положен метод "цифра за цифрой", который является альтернативой разложения элементарных функций в ряды Тэйлора. Метод "цифра за цифрой" (на западе - CORDIC) - итерационный метод, в основе которого вместо умножения и деления лежат функции сложения и сдвига. Он оказался очень эффективным, и в настоящее время применяется в подавляющем большинстве современных калькуляторов. В разработке этого калькулятора принимал участие профессор В. Д. Байков, научные труды которого по итерационным методам известны во всем мире.

Дальнейшее развитие микрокалькуляторов

Сразу вслед за калькуляторами C3-15 и Б3-18, совместно с инженерами из ГДР, был выпущен микрокалькулятор Б3-19М. В этом калькуляторе была использована так называемая "обратная польская запись". Сначала набирается первое число, затем нажимается клавиша ввода числа в стек , затем второе число, и только после этого - требуемая операция. Стек в калькуляторе состоит из трех регистров - X, Y и Z. В этом же калькуляторе впервые был применен ввод порядка числа и показ числа в формате с плавающей запятой (с мантиссой и порядком). В калькуляторе был использован 12-разрядный индикатор на красных светоизлучающих диодах.


В 1977 году была разработана микросхема К145ИП11, которая породила целую серию калькуляторов. Самым первым из них был очень известный калькулятор Б3-26. Как с калькуляторами Б3-09М, Б3-14 и Б3-14М, а также Б3-18А и Б3-25А, в этом случае также обошлись одинаковым образом - путем удаления некоторых функций.

На основе калькулятора Б3-26 были сделаны калькуляторы Б3-23 с процентами, Б3-23А с квадратным корнем, Б3-24Г с памятью. Кстати, калькулятор Б3-23А впоследствии стал самым дешевым советским калькулятором с ценой всего в 18 рублей. Б3-26 вскоре стал называться МК 26 и появился его сводный брат МК 57 и МК 57А с аналогичными функциями.

Светлановский завод также порадовал своей моделью С3-27, которая, правда, не прижилась, и ее вскоре заменила очень популярная и дешевая модель С3-33 и ее развитие - МК 33.

Еще одним направлением в развитии микрокалькуляторов стали инженерные Б3-35 (МК 35) и Б3-36 (МК 36). Б3-35 отличался от Б3-36 более простым дизайном и стоил на пять рублей дешевле.

Эти микрокалькуляторы умели переводить градусы в радианы и наоборот, умножать и делить числа в памяти, а также вычислять факториал.
Очень интересно эти калькуляторы вычисляли факториал - простым перебором. На вычисление максимального значения факториала в 69 на микрокалькуляторе Б3-35 уходит более пяти секунд.

Эти калькуляторы были очень популярны у нас, хотя и обладали, на мой взгляд, некоторым недостатком: они показывали на индикаторе ровно столько значащих разрядов, сколько об этом сказано в инструкции. Обычно их пять-шесть для трансцендентных функций.

На основе этих калькуляторов был сделан настольный вариант МК 45.

Кстати, многие карманные инженерные калькуляторы имеют своих настольных братьев. Это - калькуляторы МК 41 (С3-15), МКШ-2 (Б3-32), МК 45 (Б3-35, Б3-36).


Калькулятор МКШ-2 - единственный "школьный" калькулятор, выпускавшийся нашей промышленностью, за исключением больших демонстрационных, о которых будет сказано ниже. МКШ-2 питается от школьной сети 42 В. Этот калькулятор, как и калькулятор Б3-32 (на рисунке слева) умел вычислять корни квадратного уравнения и находить корни системы уравнений с двумя неизвестными. По дизайну калькулятор Б3-32 полностью идентичен калькулятору Б3-14.

Особенность калькулятора кроме описанных выше - все надписи на клавишах выполнены по иностранным стандартам. Например, клавиша записи числа в память обозначалась не "П" и не "x->П", а "STO". Вызов числа из памяти - "RCL".

Несмотря на возможность работы с числами с большими порядками, на этом калькуляторе использовался восьмиразрядный дисплей, такой же как и в Б3-14. Получалось, что если отображать число с мантиссой и порядком, то на индикаторе умещается только пять значащих цифр. Чтобы решить эту проблему в микрокалькуляторе использована клавиша "CN". Если, к примеру, результатом вычислений является число 1.2345678e-12, то на индикаторе оно будет отображено как 1.2345-12. Нажав | F | CN |, видим на индикаторе 12345678. Запятая при этом гаснет.

Первый советский портативный программируемый калькулятор


В конце 1977 был разработан и поступил в продажу первый советский портативный программируемый микрокалькулятор Б3-21. Это был еще один большой шаг вперед. До этого людям приходилось по многу раз повторять вычисления, в калькуляторах было максимум три регистра памяти. Теперь же появилась возможность самому писать программы и хранить несколько чисел в памяти. Термин "программируемый калькулятор" вызывал благоговение и некоторую дрожь в голосе. Это был очень дорогой калькулятор - он стоил целых 350 рублей! Вскоре микрокалькулятор был удостоин знака качества.

Первые модели микролькулятора Б3-21 выпускались с индикатором на красных светодиодах. Запятая занимала отдельный разряд. Затем индикатор поменяли на зеленый катодо-люминисцентный, из-за чего он стал работать на 20% медленнее.

Микрокалькулятор работает с обратной польской нотацией, то есть сначала вводятся два числа, а затем вводится операция. После ввода первого числа необходимо нажать стрелку вверх . Кроме двух операционных регистров X и Y микрокалькулятор имеет кольцевой стек, состоящий из шести регистров. Стек чисел соединен с регистром X. Для кольцевого перемещения чисел в стеке используются специальные клавиши перемещения чисел в стеке - по часовой стрелке и против часовой. Кроме кольцевого стека в калькуляторе предусмотрены еще семь регистров с номерами от 2 до 8.

Калькулятор имеет две префиксных клавиши - F и P. Клавиша F является префиксной для операций, обозначенных черным цветом, клавиша P - обозначенных красным. Префиксные клавиши также используются для записи и извлечения чисел из регистров. Для записи используется клавиша P, а для чтения - клавиша F.

Но я же не сказал о главной особенности калькулятора Б3-21 - способности программировать! В микрокалькуляторе есть 60 шагов программы, причем адреса записываются по модулю шесть, то есть адреса идут в следующем порядке: 00, 01, 02, 03, 04, 05, 10, 11 и так далее. Каждая клавиша имеет свой код операции. Калькулятор имеет функции безусловного перехода, перехода на подпрограммы, а также переходы по условию. Клавиши ветвления (переходов) используют две ячейки памяти калькулятора - одну ячейку занимает код операции, а другую - адрес перехода. Требуемый адрес перехода получается, исходя из кода клавиши, которая нажимается после нажатия клавиши перехода, плюс 1. Например, чтобы безусловно перейти на адрес 33, необходимо нажать клавиши БП и 3 (код 34). Коды операций брались из таблицы.
Первый программируемый калькулятор сразу стал очень популярен в стране. Теперь пользователь мог не только писать сложные программы, но даже играть в игры с калькулятором. Это было неслыханное нововведение! Начала выпускаться литература по технике программирования на программируемом микрокалькуляторе. Слева на рисунке - очень популярная книжка тех времен, посвященная играм и полезным программам с использованием калькулятора Б3-21.

Появление программируемого микрокалькулятора Б3-21 позволило даже организовать управление производственным процессом. Были выпущены настольные варианты этого калькулятора - МК 46 и МК 64 (рисунок справа). Это были большие настольные калькуляторы, имевшие на задней части корпуса специальные разъемы. Был введен дополнительный регистр 9, в который записывался, так называемый "код эксперимента". В этих калькуляторах возможен ввод данных как с клавиатуры, так и от внешних устройств (датчиков, аналого-цифровых преобразователей и пр.), они могут осуществлять контроль допусковых величин вводимых данных и печатать данные и результаты их обработки при помощи внешнего устройства. МК 64 отличается от МК 46 наличием встроенного цифро-аналогового преобразователя. Многие микрокалькуляторы МК 64 были установлены в кабинетах физики специальных физико-математических школ, так как они могли, скажем, измерить напряжение от батарейки.

<< История советских калькуляторов. Часть 1

История советских калькуляторов. Часть 3 >>

Читайте также:

• Крупнейшие производители офисной бумаги: обзор Paper Express
• Офисная бумага от А до С
• История советских калькуляторов. Самый известный микрокалькулятор. Часть 3