Каждому приходилось пользоваться калькулятором. Он уже стал обыденным предметом, не вызывающим удивления. Но какова история его развития? Кто изобрел калькулятор первым? Как выглядело и функционировало средневековое устройство?

Древние вычислительные средства

С началом возникновения торговли и обмена люди стали испытывать потребность в счете. С этой целью использовали пальцы на руках и ногах, зерна, камни. Примерно в 500 году до н. э. появились первые счеты. Абаки выглядели как ровная доска, на которой в бороздках раскладывались мелкие предметы. Распространение получил такой вид исчисления в Греции и Риме.

Китайцы основой счета использовали 5, а не 10. Суан-пан - прямоугольная рама для вычислений, на которой вертикально натянуты нити. Конструкция условно делилась на 2 части - нижняя "Земля" и верхняя "Небо". Нижние шарики представляли собой единицы, а верхние - десятки.

Славяне пошли по стопам восточных соседей, только несколько изменили прибор. Появилось дощатое счетное устройство в XV веке. Отличие от китайского суан-пан в том, что веревки располагались горизонтально, а система исчисления применялась десятичная.

Первый механический прибор

Немецкий математик и астроном, в 1623 году смог воплотить свою мечту и стал автором устройства, в основе которого лежал часовой механизм. Считающие часы могли производить простейшие математические операции. Но так как прибор был сложным и большим, то широкого применения не получил. Иоганн Кепплер стал первым пользователем механизма, хоть и считал, что вычисления проще выполнять в уме. С этого момента начинается история калькулятора, а преобразования в конструкции и функциях устройства постепенно приведут его к современной форме.

Французский физик и философ Паскаль через 20 лет предложил прибор, осуществляющий счет посредством шестеренок. Чтобы произвести сложение или вычитание, требовалось повернуть колесико необходимое количество раз.

В 1673 году усовершенствованное немецким математиком Готфридом Лейбницем устройство стало первым калькулятором - позже название закрепилось в истории. При помощи него стало возможным выполнять умножение и деление. Однако себестоимость механизма была высокой, поэтому сделать прибор доступным для использования было невозможно.

Серийное производство

О том, кто изобрел калькулятор, было известно давно - механизм Лейбница даже приобрел Петр 1. Его идеи использовали Вагнер и Левин. После смерти изобретателя аналогичный прибор соорудил Буркхардт, дальнейшим усовершенствованием занимались Мюллер и Кнутцен.

В коммерческих целях устройство стал использовать француз Шарль Ксавье Тома де Кольмар. Серийный выпуск предприниматель организовал в 1820 году, его машина почти не отличалась от первого калькулятора. Кто изобрел его из этих двух ученых, ходили споры, француза даже обвиняли в присвоении чужого достижения, однако конструкция счетной машины у Кольмара все же отличалась.

В царской России первый арифмометр - это результат работы ученого Чернышова. Он создал аппарат в 50-х годах XIX века, а вот название запатентовал в 1873 году Фрэнк Болдуин. Принцип работы механической счетной машины основан на цилиндрах и зубчатых колесах.

На рубеже XIX-XX столетия в России началось серийное производство калькуляторов. В Советском Союзе прибор с названием "Феликс" получил распространение в 30-х годах прошлого века и использовался до конца 70-х.

Электронные калькуляторы

Первый электронный калькулятор изобрели братья Кассио. В 1957 началась эпоха бурного развития в отрасли ЭВМ. Весило устройство Casio 14-A целых 140 кг, имело электрическое реле и 10 кнопок. На дисплей выводились цифры и отображался результат. К 1965 году вес уменьшился до 17 кг.

Отечественный электронный калькулятор - это заслуга ученых ленинградского университета, которые разработали его в 1961 году. В промышленный выпуск модель ЭКВМ-1 поступила уже в 1964. Через три года аппарат усовершенствовали, он мог работать с тригонометрическими функциями. Инженерный калькулятор первой изобрела компания Hewlett Packard в 1972 году.

Следующая ступень развития - микросхемы. Кто изобрел калькуляторы этого поколения в СССР? Разработкой занималось 27 инженеров. Ими было потрачено около 15 лет, пока в продажу в 1975 году не поступил инженерный калькулятор "Электроника В3-18". Квадратные корни, степени, логарифмы и транзисторный микропроцессор завоевали народное признание, однако стоимость устройства составляла 200 рублей и позволить его могли не все желающие.

Прорывом в советских технологиях стал микрокалькулятор ВЗ-34. При стоимости в 85 рублей он стал первым отечественным домашним компьютером. Программное обеспечение позволяло устанавливать не только инженерные, но и игровые программы.

Шедевром прошлого века стал МК-90. Аналогов на тот момент прибор не имел: графический дисплей, энергонезависимое ОЗУ и программирование на языке бейсик.

22/09/98)

Эта статья посвящена незаменимым помощникам в нашей жизни - микрокалькуляторам. Описывается история возникновения советских микрокалькуляторов, их особенности и интересные возможности отдельных моделей.

ПЕРВЫЕ ВЫЧИСЛИТЕЛИ

Первым механическим приспособлением в России для автоматизации расчетов были счеты. Этот "народный калькулятор" продержался на рабочих местах кассирш в магазинах вплоть до середины девяностых годов. Интересно отметить, что в учебнике "Торговые вычисления" 1986 года методам вычисления на счетах посвящена целая глава.

Одновременно со счетами, в научных кругах, еще с дореволюционных времен, с успехом использовались логарифмические линейки, которые с XVII века практически без изменений прослужили "верой и правдой" вплоть до появления калькуляторов.

Пытаясь как-то автоматизировать процесс вычислений, человечество начинает изобретать механические считающие устройства. Даже известный математик Чебышев в конце XIX века предложил свою модель вычислителя. К сожалению, изображения не сохранилось.

Самым популярным механическим вычислителем в советские времена являлся арифмометр системы Однера "Феликс". Слева - изображение арифмометра, взятое из "Малой советской энциклопедии" 1932 года издания.
На этом арифмометре можно было производить четыре арифметических действия - сложение, вычитание, умножение и деление. В более поздних моделях, например, "Феликс-М", можно видеть ползуночки для указания положения запятой и рычажок для сдвига каретки. Для производства вычислений было необходимо крутить ручку - один раз для сложения или вычитания, и несколько раз для умножения и деления.

Один раз, конечно, покрутить ручку можно, и даже интересно, но что делать, если вы работаете бухгалтером, и за день необходимо произвести сотни простых операций? Да и шум от крутящихся шестеренок-счетчиков стоит приличный, особенно, если одновременно в помещении с арифмометрами работает несколько человек.
Однако, со временем крутить ручку начинало надоедать, и человеческий ум изоблел электрические счетные машины, которые арифметические действия производили автоматически или полуавтоматически. Справа - изображение полулярной в 50-е годы многоклавишной вычислительной машины ВММ-2 (Товарный словарь, VIII том, 1960). Эта модель имела девять разрядов и работала до 17-го порядка. У нее были габариты 440x330x240 мм и масса в 23 килограмма.

Все же наука взяла свое. В послевоенные годы начала бурно развиваться электроника и появились первые компьютеры - электронные-вычислительные машины (ЭВМ). К началу 60-х годов между компьютерами и самыми мощными счетно-клавишными вычислительными машинами образовался по многим параметрам огромный разрыв, несмотря на появление советских релейных вычислительных машин "Вильнюс" и "Вятка" (1961).
Но к тому времени в ленинградском университете уже была спроектирована одна из первых в мире настольных клавишных вычислительных машин, в которой использовались малогабаритные полупроводниковые элементы и ферритовые сердечники. Был изготовлен и действующий макет этой ЭКВМ - электронной клавишной вычислительной машины.
А вообще, считается, что первый массовый электронный калькулятор появился в Англии в 1963 году. Его схема была выполнена на печатных платах и содержала несколько тысяч одних только транзисторов. Размеры такого калькулятора были как у пишущей машинки, а выполнял он лишь арифметические операции с многоразрядными числами. Слева показан калькулятор "Электроника" - типичный представитель калькуляторов этого поколения.

Распространение настольных ЭКВМ началось в 1964 г., когда в нашей стране был освоен серийный выпуск ЭКВМ "Вега" и начат выпуск настольных ЭКВМ в ряде других стран. В 1967 г. появилась ЭДВМ-11 (электронная десятиклавишная вычислительная машина) - первая в нашей стране ЭКВМ, автоматически вычислявшая тригонометрические функции.

Дальнейшее развитие вычислительной техники неразрывно связано с достижениями микроэлектроники. В конце 50-х годов была разработана технология производства интегральных схем, содержавших группы связанных между собой электронных элементов, а уже в 1961 г. появилась первая модель ЭВМ на интегральных схемах, которая была в 48 раз меньше по массе и в 150 раз меньше по объему, чем полупроводниковые ЭВМ, выполнявшие те же функции. В 1965 г. появляются и первые ЭКВМ на интегральных схемах. Примерно в это же время появились и первые переносные ЭКВМ на БИСах (только что внедренных в производство) с автономным питанием от встроенных аккумуляторов. В 1971 г. габариты ЭКВМ стали "карманными", в 1972 г. появились ЭМК научно-технического типа с подпрограммами вычисления элементарных функций, дополнительными регистрами памяти и с представлением чисел как в естественной форме, так и в форме с плавающей запятой в самом широком диапазоне чисел.
Развитие производства ЭКВМ в нашей стране шло параллельно с его развитием в других наиболее промышленно развитых странах мира. В 1970 г. появились первые образцы ЭКВМ на ИС, с 1971 г. на этих элементах начинается выпуск машин серии "Искра". В 1972 г. стали производиться и первые отечественные микро-ЭВМ на БИСах.

ПЕРВЫЙ СОВЕТСКИЙ КАРМАННЫЙ КАЛЬКУЛЯТОР

Первые советские настольные калькуляторы, которые появились в 1971 году, быстро завоевали популярность. ЭКВМ на основе БИС работали тихо, потребляли мало энергии, вычисляли быстро и безошибочно. Себестоимость микросхем быстро снижалась, и можно было думать о создании МК карманного размера, цена которого была бы доступна широкому потребителю.
В августе 1973 года электронная промышленность нашей страны поставила задачу за один год создать электронный карманный вычислитель на микропроцессорной БИС и с жидкокристаллическим индикатором. Над этой сложнейшей задачей работала группа из 27 человек. Предстояла огромная работа: изготовить чертежи, схемы и. шаблоны, состоящие из 144 тыс. точек, разместить микропроцессор с 3400 элементами в кристалле размером 5х5 мм.
Через пять месяцев работы были готовы первые образцы МК, а через девять месяцев, за три месяца до установленного срока, электронный карманный вычислитель под названием "Электроника Б3-04" был сдан государственной комиссии. Уже в начале 1974 года электронный гном поступил в продажу. Это была большая трудовая победа, показавшая возможности нашей электронной промышленности.

В этом микрокалькуляторе впервые был применен индикатор на жидких кристаллах, причем цифры изображались белыми знаками на черном фоне (см. рис.).
Включение калькулятора производилось нажатием на шторку, после чего открывалась крышка, и калькулятор начинал работу.
Микрокалькулятор имел очень интересный алгоритм работы. Для того, чтобы вычислить (20-8+7) необходимо было нажать клавиши | C | 20 | += | 8 | -= | 7 | += |. Результат: 5. Если результат надо умножить, скажем, на три, то вычисления можно продолжить нажатием клавиш: | X | 3 | += |.
Клавиша | K | использовалась для вычисления с константой.

В этом калькуляторе были использованы прозрачные платы с объемным монтажом. На рисунке показана часть платы микрокалькулятора.

Микрокалькулятор содержит четыре микросхемы - 23-х разрядный сдвиговый регистр К145АП1, устройство управления индикатором К145ПП1, операционный регистр К145ИП2 и микропроцессор К145ИП1. В блоке преобразования напряжения использована микросхема преобразования уровней.
Интересно отметить, что этот калькулятор работал от одной батарейки типа АА (А316 "Квант", "Уран").

ПЕРВЫЕ СОВЕТСКИЕ МИКРОКАЛЬКУЛЯТОРЫ

В начале 70-х годов привычный сегодня язык работы с микрокалькуляторами только зарождался. Первые модели микрокалькуляторов вообще могли иметь свой язык работы, и на калькуляторе приходилось учиться считать. Возьмем, к примеру, первый калькулятор ленинградского завода "Светлана" серии "С". Это - калькулятор С3-07. Кстати, стоит отметить, что калькуляторы завода "Светлана" вообще стоят особняком.

Небольшое отступление. Все микрокалькуляторы в те времена получили общее обозначение "Б3" (цифра три на конце, а не буква "З", как многие считали). Настольные электронные часы получили буквы Б2, наручные электронные - Б5 (например, Б5-207), настольные электронные с вакуумным индикатором - Б6, большие настенные - Б7 и так далее. Буква "Б" - "бытовая техника". Только микрокалькуляторы Светлановского завода получили букву "С" - Светлана (СВЕТ ЛАмпочки НАкаливания - для тех, кто не знает).

Так вот, возьмем, к примеру, калькулятор С3-07. Очень удивительный калькулятор, особенно - его клавиатура и дисплей. Как видно из картинки, на калькуляторе совмещены не только клавиши | += | и | -= |, но и умножить/разделить | X -:- |. Попробуйте сами догадаться, как на этом калькуляторе умножать и делить. Подсказка: калькулятор не воспринимает два нажатия на одну клавишу, возможно только одно.
Ответ не менее удивителен: чтобы произвести, скажем, умножение 2 на 3, надо нажать на клавиши | 2 | X-:- | 3 | += |, а чтобы разделить 2 на 3, надо нажать клавиши: | 2 | X-:- | 3 | -= |. Сложение и вычитание происходит аналогично калькулятору Б3-04, то есть, получение разности 2 - 3 будет вычисляться так: | 2 | += | 3 | -= |. В некоторых моделях этого калькулятора можно встретить и удивительный восьмисегментный индикатор.

Начиная с этой модели калькуляторов, все простые калькуляторы Светлановского завода оперируют с числами с порядками до 10e16-1, даже если на дисплей помещается восемь или двенадцать разрядов. Если результат превышает 8 или 12 разрядов (в зависимости от модели), то запятая исчезает и на дисплее появляются первые 8 или 12 разрядов числа.

Говоря о языке работы с микрокалькуляторами первых выпусков, следует упомянуть и о калькуляторах Б3-02, Б3-05 и Б3-05М. Это - вехи старых калькуляторов типа "Искра". В этих калькуляторах при вычислениях постоянно горят все разряды индикатора. В основном, конечно, нули. Очень неудобно отыскивать на таких калькуляторах первый (да и последний) значимый разряд. Кстати, в модели C3-07, о которой говорилось ранее, уже была попытка решить эту проблему, хотя и несколько необычным способом - на этом калькуляторе ноль имеет половину высоты. Так вот, эти три калькулятора имели очень неудобную, но вполне объяснимую для ранних калькуляторов особенность: требуемая точность вычислений задается при вводе первого числа. То есть, если необходимо, скажем, вычислить частное от деления 23 на 32 с точностью до трех знаков после запятой, то число 23 необходимо ввести с тремя знаками после запятой: | 23,000 | -:- | 32 | = | (0.718). До тех пор, пока оператор не нажмет кнопку сброса, все последующие вычисления будут производиться с тремя знаками после запятой, а запятая вообще больше никуда не движется. Это, кстати, и называется "фиксированной запятой", а более поздние калькуляторы, в которых запятая уже перемещается по дипслею, тогда назывались "с плавающей запятой". Сейчас, в терминологии произошли изменения, в результате которых с "плавающей запятой" сейчас называются отображения числа с мантиссой слева и порядком справа.

Через год после разработки первого карманного микрокалькулятора Б3-04 появились новые, более совершенные модели карманных МК. Это - модели Б3-09М, Б3-14 и Б3-14М. Эти калькуляторы были сделаны на одной микросхеме процессора К145ИК2 и одной микросхеме генератора фаз. Слева показан калькулятор Б3-09М, в таком же корпусе сделан и Б3-14М, справа - Б3-14. На этих моделях был уже "стандартный" язык работы на калькуляторах, включая вычисления с константой.
Эти калькуляторы уже могли работать как от блока питания, так и от четырех (Б3-09М, Б3-14М) или трех (Б3-14) элементов типа АА.
Хотя эти калькуляторы сделаны на одном и том же чипе, они имеют разные функциональные возможности. И вообще, "убирание" разных функций было присуще многим моделям советских микрокалькуляторов. Например, у микрокалькулятора Б3-09М не было знака вычисления квадратного корня, Б3-14М не умел вычислять проценты.
Особенностью этих простых калькуляторов являлось то, что запятая занимала отдельный разряд. Это очень удобно для беглого считывания информации, но при этом пропадает последний знаковый разряд. У этих же калькуляторов перед началом работы необходимо нажимать клавишу "C" для очистки регистров.

ПЕРВЫЙ СОВЕТСКИЙ ИНЖЕНЕРНЫЙ МИКРОКАЛЬКУЛЯТОР

Следующим огромным шагом в истории развития микрокалькуляторов стало появление первого советского инженерного микрокалькулятора. В конце 1975 года в Советском Союзе был создан первый инженерный микрокалькулятор 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 префиксной 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 прибавить 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.

ДАЛЬНЕЙШЕЕ РАЗВИТИЕ МИКРОКАЛЬКУЛЯТОРОВ

Сразу вслед за калькулятором 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 появился другой очень мощный инженерный калькулятор - С3-15. 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 братом МК-41, имеет клавишу /p/. Эта клавиша использовалась для вычислений по формуле sqrt (x^2 + y^2).

В 1977 году была разработана микросхема К145ИП11, которая породила целую серию калькуляторов. Самым первым из них был очень известный калькулятор Б3-26 (на рисунке справа). Как и с калькуляторами Б3-09М, Б3-14 и Б3-14М, а также с Б3-18А и Б3-25А, с ним поступили также - удалили некоторые функции.

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 (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.
Очень интересно эти калькуляторы вычисляли факториал - простым перебором. На вычисление максимального значения факториала в 69 на микрокалькуляторе Б3-35 уходило 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 (Б3-30), МК-45 (Б3-35, Б3-36).

Калькулятор МКШ-2 - единственный "школьный" калькулятор выпускавшийся нашей промышленностью за исключением больших демонстрационных, о которых будет сказано ниже. 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 этот калькулятор 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 использовалась клавиша "CN". Если, к примеру, результатом вычислений являлось число 1.2345678e-12, то на индикаторе оно отображалось как 1.2345-12. Нажав | F | CN |, видим на индикаторе 12345678. Запятая при этом гаснет.

Эта статья посвящается истории разработки советских калькуляторов - от счетов до программируемых аппаратов. От начала века до наших дней.

Счеты - первое автоматическое устройство, использованное в России для вычислительных целей. Это устройство стало "национальным калькулятором" и использовалось вплоть до середины 90-х годов. Интересно, что руководство по "Торговым калькуляторам" опубликованное в 1986, посвящает целую главу методам вычисления с использованием счетов.

Наиболее популярный механический калькулятор в СССР назывался "Железный Феликс". Арифмометр, базировавшийся на системе Однера.

Арифмометр мог делать четыре арифметических операции - сложение, вычитание, умножение и деление. "Продвинутые" модели, например, модель "Фелиск-М", имели возможность работы с дробями. Для того, чтобы выполнять вычисления, рычагами набирались необходимые числа, а поворотом ручки производилось действие. Один поворот - для сложения или вычитания, и несколько - для деления и умножения. В 50-х годах появились аппараты, имеющие электрический привод, которые дожили и до наших дней. Вспомните механический кассовый аппарат, который сегодня встречается в каждом третьем гастрономе.

После второй мировой войны советские ученые вплотную занялись разработкой электронных вычислительных аппаратов. В 1961 году Ленинградский университет разработал первый Советский электронный калькулятор ЭКВМ-1. Это был один из первых электронных калькуляторов в мире. С 1964 года началось серийное производство таких аппаратов, а в 1967 году появился калькулятор с тригонометрическими функциями. Эти аппараты изначально базировались на электронных лампах и ферритовых запоминающих ячейках. Впоследствии элементная база несколько изменилась. Стали использоваться полупроводники. Кстати, один из типичных калькуляторов того времени и по сей день работает в Минске в БГПА в лаборатории на кафедре органической химии.

Однако вернемся к калькуляторам. В 1971 году в Советском Союзе был разработан и внедрен в производство первый калькулятор, собранный на микросхемах. Была разработана серия однокристальных АЛУ, которая использовалась затем на протяжении почти 15 лет в различных моделях калькуляторов со светодиодными дисплеями. Настал критический момент в развитии калькулятора. Из массивной коробки с питанием от осветительной сети он должен был сделать шаг в небольшой корпус карманного размера и питанием от батарей. Группа из 27 инженеров занималась его разработкой. Это был огромный проект, который включал в себя разработку микросхемы, состоящей из 3400 транзисторов на кристалле размером 5х5 мм.

После того, как через пять месяцев работы первые опытные образцы калькулятора были готовы и переданы государственной комиссии, калькулятор "Электроника B3-04" поступил в продажу. Калькулятор имел ЖКИ-экран, работающий на просвет, и, что самое интересное, запитывался от одной батарейки на 1.5 вольта типа АА.

Следующей значительной ступенью развития советской электронной промышленности был инженерный калькулятор ВЗ-18, разработанный в 1975 году.

Он умел извлекать квадратные корни, возводить числа в степени, вычислять логарифмы и многое другое. В нем находился микропроцессор, состоящий более чем из 45000 транзисторов. Аппарат был достаточно дорогим - он стоил около 200 рублей, и это при средней зарплате инженера в 120 рублей. Однако он имел бешеную популярность.

Первый программируемый калькулятор ВЗ-21 был разработан в 1977 году.

Аппарат мог исполнять некоторую последовательность заранее запрограммированных действий. В управлении использовал "обратную польскую нотацию " и стоил целых 350 рублей. Программа могла состоять из 60 шагов и использовать условные переходы и подпрограммы. Существовала модификация этого калькулятора для проведения экспериментов. Эта модель имела выведенный наружу регистр памяти, который мог подключаться к внешнему устройству.

Однако поистине народным аппаратом стал ВЗ-34.

Он появился в 1980 году. Имел зеленый дисплей и стоил 85 рублей. Это был прорыв. Фактически это был первый домашний компьютер. Для него существовала масса программного обеспечения - от инженерного до игрового. В середине 80-х годов в СССР был настоящий бум программ для этой модели. Кстати, с того же времени он стал называться МК-52 и получил черный корпус. Популярность и надежность этого аппарата была такова, что он использовался на орбитальной станции СОЮЗ ТМ-7 в качестве аварийной ЭВМ.

И наконец, шедевр калькуляторной индустрии - МК-90. Ничего подобного в мире на тот момент не выпускалось. Калькулятор с графическим дисплеем, энергонезависимым ОЗУ и интерпретатором бейсика!

В нем использовался процессор с системой команд PDP-11.

Скажу по опыту - очень полезный аппарат. В свое время, будучи студентом, я использовал его не только для вычислений, но и как универсальную шпаргалку на экзаменах. 32 килобайта энергонезависимой памяти давали возможность записать в него в кратком виде практически весь курс предмета. К сожалению, эпоха СССР подходила к своему краху, и дальнейшего развития этот аппарат не получил. А жаль. Ведь и этот, и все другие аппараты, о которых я рассказал в статье, были первыми в мире в свое время. Как это ни показалось бы странным, СССР лидировал до начала 90-х годов в мировом "калькуляторостроении". Кто знает? Может быть, если бы не развал СССР, то легендарный Palm Pilot назывался бы MK-хххх?

Сергей Фролов

Коллекционируя отечественную вычислительную технику, мне всегда было интересно узнать, имеют ли отечественные калькуляторы и другие счетные машины зарубежные аналоги.
Пришлось потратить очень много времени, чтобы узнать об этих аналогах. Это оказалось довольно сложным: приходилось подолгу сидеть вечерами в интернете, досконально просматривать сайты, где другие коллекционеры показывают свои экспонаты, записывать названия моделей, сохранять изображения техники и сопоставлять их с отечественной техникой.
Кроме сайтов коллекционеров в нахождении аналогов очень помог известный интернет-аукцион Ebay, где продаются всевозможные вещицы, и, конечно же, калькуляторы и другая счетная техника. Навигация по Ebay занимает особенно много времени, потому что продавцы не сильно утруждают себя подробным описанием продаваемого товара, часто ограничиваясь общим описанием типа "Vintage calculator" и т. п. Но самым сложным среди всего этого стал не только поиск аналогов, но и получение такого аналога в коллекцию. Обратите внимание на представленные фотографии: там встречаются как фотографии аналогов с других сайтов, владельцы которых любезно разрешили использовать фотографии, так и мои собственные фотографии для аналогов отечественных машин, которые все же удалось приобрести. Массовое копирование вычислительной техники, скорее всего, началось с нашего арифмометра Однера. Вот с этой модели:

Это - первый массовый арифмометр системы Однера, выпущенный в 1890-м году. До этого партией в 50 экземпляров был выпущен пробный вариант немного другой формы, но именно эта модель стала по-настоящему массовой и образцом для подражания во всем мире.
Чтобы получить представление о клонах арифмометра системы Однера, посмотрите на арифмометры очень известных торговых марок, представленных на замечательном сайте Rechenmaschinen-Illustrated : Brunsviga , Facit , Hamann-Manus , шведское производство арифмометров под торговой маркой "Original-Odhner" , Thales и Triumphator .
Поначалу зарубежные фирмы получали права на производство арифмометров от Однера и его потомков, но после революции вряд ли кто стал платить советской власти лицензионные отчисления. Соответственно, Советский союз тоже начал копировать западные аналоги.
Вообще в копировании есть очень большой плюс: экономится очень много времени на разработку и отлаживание новых технологий, а сэкономленные средства можно пустить на что-нибудь более необходимое. Ниже вы можете посмотреть на фотографии отечественных счетных машин и их зарубежных аналогов. По большому счету фотографии говорят сами за себя, не требуя комментариев, но для некоторых машин я сделаю несколько ремарок.
Для каждой модели калькуляторов я привел также ссылки на сайты, где можно увидеть больше фотографий аналогов (самая верхняя ссылка ведет на мой сайт с фотографиями отечественного варианта).

Быстрица и Быстрица 2 - Bohn Contex Model 20

Спасибо Prof. Dr. C.-M.Hamann

Очень оригинальный калькулятор, приводимый в действие ударом ладони.

Спасибо Freddy Haeghens за представленную фотографию

Ближайший аналог арифмометра Однера и, наверно, последний из продаваемых арифмометров в СССР (конец 70-х годов). У нас имелось два варианта: механический БК-1 (Facit TK) и электромеханический БК-2 (Facit EK).
Кроме того, выпускались также БК-3 и БК-4, но что это за калькуляторы, узнать пока не удалось.

Sharp Compet CS-30A - Электроника ДД

Спасибо Tony Epton за представленную фотографию

Кстати, в этом калькуляторе есть одна особенность: в нем отсутствуют отрицательные числа. Если от двух отнять три, но на индикаторе появятся все девятки - представление числа в дополнительном коде.

T3-16 - HP 9100B Первый настольный калькулятор с инженерными функциями и возможостью программирования от Hewlett Packard назывался HP 9100A. Он появился в 1968-м году. Наша копия называлась "Электроника 70", и, судя по названию, появилась в 1970-м. Это был очень сложный калькулятор. Для его выпуска был освоен выпуск специальных транзисторов, аналоги которых использовались в HP 9100A. Я разговаривал с человеком, который немного эксплуатировал "Электронику 70". Он сказал, что это был уникальный калькулятор, у которого были позолочены все дорожки печатной платы. К сожалению, "Электронику 70" мне не удалось раздобыть, и не могу показать ее фотографии.
Зато мне удалось достать "Электронику Т3-16", которую сделали на основе HP 9100B. По сути HP 9100B являлся усовершенствованным вариантом HP 9100A.
Если зайти на сайт, где я сделал фотографии Т3-16 (http://www.leningrad.su/museum/show_calc.php?n=211), то видно, насколько это сложный калькулятор: большое количество микросхем, память на магнитных сердечниках, устройство считывания магнитных карт, где хранились программы пользователя, электронно-лучевая трубка, где отображалась информация, и так далее. Конечно, этот маленький компьютер оказался очень сложным в производстве и эксплуатации, и его не могли выпустить в большом количестве.

Электроника 24-71 - Sharp QT-8D

Калькуляторы вообще являлись пионерами в электронике. Для их микросхем осваивались новые технологии, производились новые типы индикаторов. Например, в этой модели впервые в СССР использовался вакуумный люминесцентный индикатор типа ИВ-1 (знак числа и переполнение) и ИВ-2 (цифры). Обратите внимание на силуэт знаков. Он уникальный для этого микрокалькулятора и больше нигде не использовался. Все изделия с индикаторами на светящихся зеленых цифрах начались с этой модели калькулятора.

Электроника Б3-04 - Sharp EL-805

Первый отечественный карманный микрокалькулятор. Золотая стеклянная плата. 1974-й год. За полгода удалось полностью скопировать его аналог - Sharp EL-805: разработать "с нуля" микросхемы, освоить технологию жидких кристаллов и так далее. Есть лишь небольшое отличие в двух моделях - в форме крышки, закрывающей индикатор (видно на фото).
Микрокалькулятор оказался очень ненадежным и практически неремонтопригодным. Машинки первых выпусков назывались "Микро ЭВМ", а на более поздних впервые применен термин "Микрокалькулятор".

Электроника Б3-18 - Anita 202SR
Электроника Б3-18A - Rockwell 61R

В то же примерно время, что и с Б3-04 встал вопрос и о создании инженерного калькулятора. Наша промышленность пошла двумя путями и практически одновременно выпустила два первых отечественных инженерных калькулятора: Электроника С3-15 и Б3-18. Два пути заключались в следующем: первый калькулятор мы сделали сами, привлекая ведущих математиков для составления алгоритмов вычисления функций, а второй стал копией калькулятора Anita 202SR.

Через год выпустили модификацию Б3-18 под названием Б3-18А (Rockwell 61R)

Копию сделали, но появились проблемы: калькуляторный чип требовал точной настройки питающего напряжения. На каждом чипе писали (в основном, карандашом) рабочее напряжение микросхемы с точностью до сотых вольта!

Электроника Б3-23 - EZ2000

Кроме полного копирования калькуляторов (включая управляющие микросхемы) применялось и копирование дизайна. Это можно видеть на примере калькуляторов Электроника Б3-23 (EZ2000), Б3-02 (Sharp EL-8001), Б3-11 (ICC-82D) и МК-85 (Casio fx-700P), но о последнем ниже.

Как я уже писал, для первого отечественного микрокалькулятора Электроника Б3-04 протитипом брали Sharp EL-805 как первый калькулятор на жидких кристаллах. А микрокалькулятор Электроника Б3-30 взят тоже с первого калькулятора на жидких кристаллах, но немного другой технологии - черные символы на светлом фоне - такой, который сейчас установлены почти во всех моделях. Та самая модель называлась Sharp EL-8020.

Долгое время мы с еще одним известным коллекционером отечественных калькуляторов - австралийцем Andrew Davie считали, что одним из самых красивых калькуляторов с точки зрения дизайна была Электроника Б3-36. Но недавно мне удалось достать и его прототип - довольно редкий калькулятор Rockwell THE 74K.

Как видете, дизайн повторяется практически полностью, а функции калькулятора - на 100 процентов.

Б3-35 - Hanimex ESR Master

То же можно сказать и про калькуляторы Электроника Б3-35 (Hanimex ESR Master). Эта модель отличается от Б3-36 практически только дизайном.

Б3-38 - Casio fx-48

На сегодняшний день мне не удалось достать калькулятор Casio fx-48. Здесь показана фотография, взятая много лет назад на аукционе Ebay. Это - самый маленький отечественный микрокалькулятор. Он был взят с Casio fx-48.

МК-51 - Casio fx-2500

Примерно в то же время был сделан и один из самых популярных микрокалькуляторов - Электроника МК 51 (Casio fx-2500). Что самое интересное - для Электроника Б3-38 и МК-51 используется один и тот же чип. Дело в том, что Casio очень широко применяет технологию, когда для производства калькуляторов используется одна и та же микросхема процессора и под нее выпускается большой модельный ряд калькуляторов. Если у вас есть калькулятор МК-51, то можно проверить интересный факт, что если нажать клавишу F и цифровую клавишу, то выполнится та функция, что нарисована для клавиши F1 у калькулятора Б3-38.

МК-71 - Casio fx-950

Аналогично можно сказать и о калькуляторах Электроника МК-71 (Casio fx-950). У Casio есть похожая модель с 8-разрядным индикатором вместо 10-разрядного. Он называется Casio fx-900. У той модели нет рычажка переключения режима вычислений тригонометрических функций и выбор градусов-градов-радиан выполняется кнопками. А самое интересное - в том, что можно перейти от fx-950 к fx-900 путем установки этого рычажка в промежуточное положение - между градусами и радианами или между радианами и градами. Я проверил - работает и на МК-71, и на Casio fx-950.

МК-53 - Monroe M112

С этим калькулятором имеются непонятки. Monroe, хотя и производила калькуляторы, но я не уверен, что этот калькулятор разработка фирмы Monroe. Дело в том, что многие фирмы, выпускавшие калькуляторы, или использовали готовые калькуляторные чипы, или использовали OEM версии других фирм и ставили только свои логотипы. Скорее всего эта модель сделана с какого-то калькулятора Sharp. Вряд ли это Casio, потому что у калькуляторов Casio знак "минус" располагается слева от числа, а у калькуляторов Sharp - на отдельном знакоместе (в этой модели - в левой части дисплея). А еще этот калькулятор - единственный в СССР калькулятор с часами и секундомером. МК-87 не в счет, потому что там калькулятор отдельно и часы - тоже отдельно.

А теперь самое интересное - персональные компьютеры. Самый известный калькулятор с Бейсиком - Электроника МК-85 тоже имеет свой прототип. Это - Casio FX-700P. Однако, задача сделать полную копию FX-700P не ставилась. Одной из причин было отсутствие кириллицы на клавиатуре. Но задачу все же поставили - сделать полную копию как по внешнему виду, так и по встроенным функциям.
Точно так же в свое время была сделана точная копия компьютера Wang 2000 (Искра 226), чтобы иметь возможность запускать наработанные для Wang программы, которые имелись в большом количестве.

МК-85М - Casio fx-700P

Разработка шла тяжело, много пришлось повозиться с индикатором, чтобы достичь приемлемого уровня и равномерности контраста. Все же удалось сделать МК-85, и эта машинка удалась.
Конечно, без недостатков не обошлось. Одним из них стало ужасное быстродействие. Как мне сказал один человек, принимавший участие в разработке этом модели, сложность заключалась в том, что вычисление функций производилось разложением в ряд, в том время как в fx-700P - методом "цифра за цифрой". А еще один фактор, сказавшийся на быстродействии - хранение чисел: в 16-ричном виде в МК-85 и в десятичном в FX-700P.
В МК-85 используется 16-битный микропроцессор, по системе команд совместимый с DEC PDP-11. У Casio стоит 4-битный процессор, ориентированный на обработку одной цифры числа. Может быть и это тоже повлияло на скорость вычислений.

МК-87 - Casio PF-3000

Это очень редкий калькулятор. Их выпустили всего около 6000-8000 тысяч экземпляров. В японии была закуплена линия по производству сенсорных кнопок, нажимавшихся от легкого прикосновения. В итоге получился очень сложный и очень дорогой калькулятор-записная книжка с 16-битным микропроцессором. Его себестоимость оказалась больше ста рублей, и дальше опытной партии дело не пошло.
Его прототип - первый калькулятор-записная книжка от Casio - PF-3000 немного отличается, но в целом это одинаковые по функциям машинки.

И напоследок хочу сказать о МК-90/МК-92. Хотя этот калькулятор и МК-90 - калькулятор собственной отечественной разработки, но некоторые детали конструкции позаимствованы у Casio PB-410, особенно внешние картриджи для хранения программ на батарейках. Очень похож МК-92 с его цветным плоттером на Casio FA-10. Жаль, что не удалось подключить МК-92 к телевизору.

Вот, собственно и все. Но не стоит думать, что мы занимались тем, что только копировали западные аналоги. У нас производились и калькуляторы собственного производства. Взять хотя бы МК-61, МК-52. Казалось бы, незатейливый дизайн, но возможности программирования оказались на высоком уровне, и эти калькуляторы стали самыми популярными.
Не стоит думать, что только мы копировали у других. Промышленный шпионаж, использование друг у друга передовых технологий - стандартная практика у конкурирующих держав. Очень наглядный пример использования наших технологий - самолет американский самолет F-15. Очень он уж похож на наш МиГ-25. Но это уже совсем другая история.

Спасибо за внимание.

Текст, фотографии - Сергей Фролов

Железные призраки прошлого - 2008 г.

Дополнения или поправки на