概述
電子計算器是一種小型的手持或桌面的
設備,用於完成
數學計算。一般的數學電子計算器與
計算機是不一樣,數學計算器通常僅能完成
算術運算和少量
邏輯操作並顯示其結果,但一般不能修改其
程式。除了某些尺寸可比掌上型計算器的
PDA之外,計算器的可攜性通常高於計算機。
20世紀70年代開始,
微處理器技術被吸納進計算器製程,最初的微處理器是
Intel於1971年為
日本名為Busicom的計算器公司生產的,1972年
惠普推出第一款掌上科學計算器
HP-35。
夏普在此領域是電子計算器製造商中的佼佼者,他們最先在計算器中採用了液晶顯示屏,還是最早把太陽能電池安裝到計算器的企業之一。從20世紀60年代到70年代的十多年裡,夏普公司把生產計算器所需的原件降到了3個(以前需要3000多個)——矽片、顯示屏和太陽能電池,這大大降低了計算器的生產成本。
過去有些電子計算器像是今日的
計算機一樣大,第一個機械計算器是桌面型機械設備,但很快被桌面型電力機械計算器取代,之後又被
真空管、
電晶體、
積體電路邏輯線路等材料依序取代。今日大部分計算器是掌上型微電子設備。
歷史
第一台
固態電子計算器是在20世紀60年代初創建的。
口袋大小的設備成為了20世紀70年代可用,尤其是第一後
微處理器的英特爾4004,通過開發
英特爾為日本計算器公司Busicom。他們後來在
石油工業(石油和天然氣)中普遍使用。
現代的
電子計算器各不相同:從廉價,贈送,信用卡大小的模型到堅固的帶有內置印表機的台式機。他們在二十世紀七十年代中期變得流行(因為
積體電路的規模和成本都很小)。到那個十年結束時,計算器價格已經降到了一個基本計算器可承受得最多的地步,並且在學校中變得很普遍。
計算機
作業系統可以追溯到早期的Unix已包括互動式的計算器
程式,如
DC和
組織,和計算器功能都包括在幾乎所有的
個人數字助理(PDA)型設備(除少數專用的地址簿和字典設備)。
除了通用計算器之外,還有針對特定市場的計算器。例如,有
科學計算器,其中包括
三角和
統計計算。有些計算器甚至有能力做
計算機代數。繪圖計算器可以用來繪製在實線上定義的函式或者更高維的
歐幾里德空間。截至2016年,基本的計算器成本不高,但
科學和
圖形模型往往成本更高。
在1986年,計算器仍然占全球計算信息的通用硬體容量的41%。到了2007年,這個數字降到了不到0.05%。
內部結構
處理器晶片的時鐘速率是指
中央處理器(CPU)運行的頻率。它用作處理器速度的指標,以
每秒鐘的時鐘周期或
SI單位赫茲(Hz)來衡量。對於基本的計算器,速度可以從幾百
赫茲到千赫茲不等。
基本電子計算器
計算器的複雜度隨著使用目的而有所不同。最簡單的計算器模組應該包含下列部件:
顯示幕,通常以
LED光源或
LCD製成,可顯示一定數量的數字(通常為八、十、十二、十六位,以十二位最常見)
電子迴路
一個包含下列按鍵的按鍵面版:
十個數字鍵,從0到9
等於符號,用於顯示運算解
四個運算函式(加減乘除)
取消鍵,用於清空目前顯示的數字
電源開關
更高級的模組也許會有一個單數值記憶按鍵(M+,M-),可在需要時叫回。
20世紀80年代早期,基本計算器開始置入其他小型設備,例如
手機、調用器或
腕錶。
高級電子計算器
科學計算器或
工程型計算器支持
三角函式、
微積分、
統計與其他函式。而最先進的現代計算器甚至可顯示圖型,並且包含
計算機代數系統。這種計算器可以編寫程式,且內含了代數方程式求解程式、經濟模型甚至遊戲程式。這類計算器可顯示填滿顯示屏的單一數值。並可將數字以
科學記數法表現至9.999999999*10。如果用戶試圖輸入一過大的數值或運算產生過大數值的算式(例如輸入
100!,即100
階乘),則計算器僅顯示“錯誤”(error)一詞。因為記憶體如此有限的計算器無法存儲如此巨大的輸入(>=10^160)。
“錯誤”也用以表示數學上未定義的函式或操作,例如除以零或對負數取平方根(除了某些高級的科學計算器擁有可處理複數的特殊函式,大部分科學計算器不允許
複數的存在)。某些少數計算器可分別這兩種錯誤的不同,雖然用戶依然難以了解error 1與error2的差別何在。
教育用途
有些
學生常在寫數學作業時使用計算器。但因擔心學生的基本算術能力因而受到戕害,因此許多教育人士抗拒讓學生過早使用它。而某些課程限制使用計算器運算算術,直到學到更高級的計算技巧;其他人則不同意以
紙筆或
心算算術的重要性,他們更注重教授評估與解決問題的技巧。
然而,還是有一些其他顧慮:例如學生可能以錯誤的方式使用計算器,並因對計算器的信賴而盲目相信答案。教師為了破解學生的盲信,常會指導學生以人工驗算並確認其答案的正確性。當然,學生也有可能只運用計算器獲取答案,而不了解運算的真實意義,例如輸入(-10)×(-10),獲得100,卻不了解背後“負負得正”的規則。在此情況下,計算器成為學生的依賴而非輔助工具,使學生在考試時對任何簡單的運算都以計算器求解,並降低應答的速度。