Loading AI tools
калькулятор, который обладает, помимо всех функций калькулятора, функциями ввода и выполнения программ Из Википедии, свободной энциклопедии
Программи́руемый калькуля́тор — калькулятор, который обладает функциями ввода и выполнения программ.
К числу общих для всех типов калькуляторов параметров, таких как логика вычислений, число регистров памяти, набор поддерживаемых функций и возможности отображения, у программируемых калькуляторов добавляются:
Простые программируемые калькуляторы позволяют лишь сохранять и многократно использовать линейные последовательности операций, то есть просто многократно выполнять вычисления по одним и тем же формулам без повторного ввода этих формул. Более сложные позволяют писать полноценные программы на символьно-кодовом языке, адаптированном варианте BASIC'а или других языках программирования.
Наиболее мощные программируемые калькуляторы обладают графическим экраном, встроенным языком программирования высокого уровня, возможностью связи с ПК для загрузки программ или данных, интерфейсом с внешними устройствами; используются процессоры с тактовой частотой в десятки мегагерц, память может содержать сотни килобайт ОЗУ и мегабайты флэш-памяти. Такие калькуляторы также нередко снабжаются системой символьных вычислений, включающей различные манипуляции с выражениями, решение уравнений и их систем, символьное дифференцирование и интегрирование, а часто и решение дифференциальных уравнений в символьном виде. Может поддерживаться рисование двумерных и трёхмерных графиков и диаграмм, операции линейной алгебры, развитые средства статистического анализа данных, финансовые вычисления, вычислениями с комплексными числами. Для некоторых есть возможность программирования на C на компьютере, с последующей кросс-компиляцией и загрузкой кода.
.jpg)
 | Этот раздел не завершён. |
Чтобы обеспечить работу с программами, программируемый калькулятор, помимо обычного режима ручных вычислений (того режима, в котором постоянно работают обычные калькуляторы) должен поддерживать ещё, как минимум, два режима работы: режим программирования и режим исполнения программы.
Дополнительно программируемый калькулятор может поддерживать так или иначе организованный режим пошагового исполнения программы (он может быть совмещён с обычным режимом ручных вычислений). В таком режиме калькулятор по нажатию определённой клавиши на клавиатуре выполняет ровно одну, текущую команду программы и переходит в ручной режим. Пошаговое исполнение предназначено для отладки программ: после выполнения очередной операции или нескольких операций оператор имеет возможность проанализировать состояние калькулятора и убедиться, что исполнение программы происходит именно так, как планировалось, а в случае каких-то ошибок может устранить их, введя вручную правильные данные, и продолжить проверку, с тем чтобы выявить все возможные неисправности и впоследствии исправить их.
Известно три принципиально различных способа программирования калькуляторов: символьно-кодовый машинный язык, AER (Algebraic Expression Reserve) и язык высокого уровня.
Программа представляет собой, предельно огрубляя, просто записанную с помощью кодов последовательность нажатий на клавиши калькулятора (аналог компьютерного макроса). Любая клавиша или допустимая комбинация клавиш имеет свой код. Программа записывается в программную память калькулятора в режиме программирования. Оператор вводит её нажатиями клавиш, при этом в память записываются соответствующие коды.
В простейших программируемых калькуляторах программа может быть только линейной. В тех местах, где по логике формулы требуется ручной ввод данных, вводится специальная команда; во время исполнения программы калькулятор по этой команде прерывает вычисления, выдаёт приглашение на ввод данных и ждёт, пока оператор введёт требуемое значение и нажмёт на клавишу продолжения вычислений. В более мощных калькуляторах, помимо обычных вычислительных операций и команд работы с памятью командный язык содержит специальные команды управления, то есть проверки условий, ветвления, организации циклов, безусловные переходы по адресу или метке, команды постановки символьных меток, обращения к подпрограммам и возврата из подпрограмм. Развитые символьно-кодовые языки отличает наличие команд переходов и обращения к памяти с косвенной адресацией (обращение по адресу, записанному в регистр памяти, или к регистру, код которого записан в другой регистр) — такие команды позволяют организовывать сложную логику исполнения и использовать механизмы, аналогичные массивам в языках высокого уровня.
Обязательно в командном языке имеется команда остановки программы (выхода из режима исполнения), по которой калькулятор завершает исполнение программы и останавливается, чтобы отобразить результаты.
Оригинальный метод программирования AER был реализован в японском программируемом калькуляторе фирмы Sharp модели EL-5100 и следующих калькуляторах этой серии: EL-5100S, EL-5101, EL-5103, EL-5150, EL-5050, выпускавшихся в конце 1970-х — первой половине 1980-х годов. Он заключается в представлении программы как набора формул. Для каждого требуемого результата вычислений создаётся формула. Для каждой формулы оператор определяет аргументы (обозначаемые символами) и записывает в обычном, алгебраическом виде саму формулу (например, для формулы «f(A,B,C)=0,5·A·B·sin(C)» резервируются переменные A, B, C и вводится сама формула в виде «f() = .5 A B sin C»). Когда оператор нажимает клавишу вычисления формулы, калькулятор сначала самостоятельно запрашивает у пользователя значения аргументов A, B и C, после чего вычисляет введённую формулу. Легко видеть, что возможности собственно программирования (то есть создания программ со сложной логикой) при данном методе ограничены, зато он весьма нагляден, требует минимум времени на изучение и вполне достаточен, если требуется многократное вычисление значений по одним и тем же сложным формулам. Менее очевидным, но тоже существенным положительным качеством логики AER является также меньшее, по сравнению с обычной алгебраической логикой, число нажатий клавиш для ввода одних и тех же формул. Возможности калькулятора с логикой AER ограничиваются максимальным количеством и размером формул и максимально допустимым числом одновременно используемых переменных. У наиболее мощного представителя серии, EL-5150, максимальное количество программируемых формул составило 99 при предельной суммарной длине 1400 знаков, максимальное число используемых переменных — 26.
Широкого распространения логика AER не получила, так как при ограниченных возможностях требовала сложной клавиатуры с большим количеством знаков и сложного алфавитно-цифрового дисплея, которые в период её появления были ещё экзотикой. Тем не менее, некоторые современные программируемые калькуляторы поддерживают близкие к AER методы программирования. Так, например, калькулятор Citizen SRP-325G, помимо программирования на упрощённой версии Basic’а, поддерживает сохранение и исполнение в качестве программ введённых оператором формул. Данный режим очень близок к AER: оператор набирает формулу вычисления с использованием символьных переменных и команду сохранения этой формулы в программной памяти под одним из 10 доступных номеров; впоследствии по команде исполнения программы с данным номером калькулятор автоматически запрашивает у пользователя значения использованных в формуле переменных и вычисляет результат. Допускается даже пропуск операции умножения в формулах, характерный для AER.
Первые калькуляторы, программируемые на языке высокого уровня, реализовывали ограниченное подмножество языка Бейсик, специально адаптированного под использование в калькуляторе. До настоящего времени калькуляторы, программируемые на ЯВУ, используют либо Basic, либо собственный язык, построенный по его образцу. Среди немногочисленных исключений из этого правила — язык Reverse Polish Lisp (RPL), применяемый в калькуляторах Hewlett-Packard, и Lua, используемый в последних моделях калькуляторов Texas Instruments. Наиболее мощные и сложные из выпускаемых сейчас калькуляторов имеют системы кросс-компиляции с языка Си и загрузки исполняемого кода.
Наиболее известными производителями программируемых калькуляторов являются американские фирмы Texas Instruments и Hewlett Packard, а также японская CASIO. В линейке моделей этих фирм присутствуют все типы программируемых калькуляторов. Топовые модели имеют большие графические экраны (среди моделей второго десятилетия XXI века — цветные и сенсорные), снабжены встроенными системами символьных вычислений (CAS), поддерживают мощные языки программирования.
Серии TI-89 и TI-92 фирмы Texas Instruments используют алгебраическую нотацию и версию Бейсика, называемую TI-BASIC. Компилятор с C для PC, а также средства программирования на Ассемблере, созданы любителями этого калькулятора. Большое число программ, в частности игр, написано разными авторами. Разница между двумя сериями заключается в дизайне: калькуляторы серии TI-92 обладают клавиатурой QWERTY и большим экраном, соответственно они не карманные. Недостатком является отсутствие отпечатанного руководства (в США они продаются с таким руководством). Для большинства руководство доступно только на CD-ROM и в Интернете. Кроме того, кабель для связи с PC надо покупать отдельно. Калькуляторы используют процессор 68000 с тактовой частотой 12 МГц (10 МГц для некоторых старых экземпляров старых моделей). Другие параметры этих калькуляторов приведены в таблице.
В настоящее время производятся только TI-89 Titanium и Voyage 200. Из младших моделей особенно популярен TI-83 Plus.
Серия HP-49G (к которой относятся калькуляторы HP-49G, HP-49G+, а также HP-48GII и HP 50g) фирмы Hewlett-Packard использует быстрые процессоры ARM9, имеет развитую систему алгебраической (символьной) математики, обратную польскую нотацию и язык RPL (Reverse Polish Lisp). По своим возможностям эти калькуляторы ещё более продвинуты, чем TI-89/92. Однако, по отзывам пользователей, эти калькуляторы, изготовляемые в Китае, страдают от проблем чисто механического свойства: корпус пластиковый, клавиши резиновые, а главное, быстро (часто за несколько месяцев) выходят из строя. Фирма присылает новый калькулятор, но и там клавиши так же быстро ломаются. Что касается руководства, то оно отрывочно: многих сведений там просто нет. Руководство на 800 страниц выложено на сайт в электронном виде, но оно не полно и не переведено с английского языка.
Предыдущая серия, HP-48G, отличалась гораздо более высоким качеством клавиатуры и сборки, но калькуляторы этой серии больше не производятся. Частично указанные недостатки исправлены в модели HP 50g. Как и для TI-89/92, для HP-49G существует и компилятор Си, и масса игр и других программ. Параметры этих калькуляторов приведены в таблице.
| объём доступного пользователю ОЗУ | объём доступной пользователю флэш-памяти | дисплей | процессор | год выпуска | |
|---|---|---|---|---|---|
| HP-48GII | 80.7K | нет | 131×64 | Arm9 48 MHz | 2004 |
| HP-49G | 330K | 500K | 131×64 | Saturn 4 MHz | 2000 |
| HP-49G+ | 330K | 500K | 131×80 | Arm 75 MHz | 2003 |
Фирма Casio тоже выпускает программируемые калькуляторы, в том числе цветные графические, а также с вводом информации при помощи стилуса (ClassPad 300 Plus). Калькуляторы Casio программируются на упрощённом BASIC’е, реализуют алгебраическую логику вычислений. По возможностям программирования они несколько слабее, по прочим показателям — находятся на одном уровне или даже превосходят ведущие модели TI и HP.
Программируемые калькуляторы также выпускают фирмы Sharp и Citizen. Калькуляторы этих производителей, по сравнению с топовыми моделями HP, CASIO и TI, существенно проще и не имеют ни большого объёма памяти, ни системы символьных вычислений.
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
