複製鏈接
請複製以下鏈接發送給好友
https://baike.baidu.hk/item/電子計算器/3516213
複製
複製成功

電子計算器

鎖定
電子計算器（electronic calculator）是指中小學數學教材中介紹的一種小型電子計算工具。一般由電源與開關、顯示器、鍵盤和內部電路等幾部分組成。
中文名
電子計算器
外文名
electronic counter;
簡    稱
計算器
功    能
四則運算和一般的函數運算
目    的
用於完成數學計算
學    科
電子工程

目錄

  1. 1 定義
  2. 2 常見類型
  3. 3 發展歷史
  1. 4 內部結構
  2. 5 基本電子計算器
  3. 6 高級電子計算器
  1. 7 教育用途

電子計算器定義

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序。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年代的十多年裏，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）——硅片、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、晶體管、集成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。 [2] 

電子計算器常見類型

常見的有：能進行加、減、乘、除、乘方、開方等運算的算術型計算器；除能進行上述運算外，還可以進行指數、對數、三角函數和統計等方面的運算的科學型計算器；還有可以把較複雜的計算步驟存貯起來以便多次重複某些運算的可編程序計算器。由於體積小、重量輕、便於攜帶、操作簡便且運算迅速準確，是一種很受歡迎的計算工具。 [1] 

電子計算器發展歷史

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打印機的台式機。他們在二十世紀七十年代中期變得流行（因為集成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。
計算機操作系統可以追溯到早期的Unix已包括互動式的計算器程序，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數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，計算器仍然佔全球計算信息的通用硬件容量的41%。到了2007年，這個數字降到了不到0.05%。 [2] 

電子計算器內部結構

一般來説，一個基本的電子計算器由以下部分組成：
  • 電源（主電，電池和/或太陽能電池）
  • 鍵盤（輸入設備） - 由用於輸入數字和功能命令（加法，乘法，平方根等）的鍵組成。
  • 顯示面板（輸出設備） - 顯示輸入號碼，命令和結果。液晶顯示器（LCD），真空熒光顯示器（VFD）和發光二極管（LED）顯示器使用七段來表示基本計算器中的每個數字。高級計算器可能使用點陣顯示器。
    • 除了顯示面板之外，打印計算器還具有使用打印機構將結果以墨水打印到紙捲上的打印單元。
  • 處理器芯片（微處理器或中央處理器）。
處理器芯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，以每秒鐘的時鐘週期或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。 [3] 

電子計算器基本電子計算器

計算器的複雜度隨着使用目的而有所不同。最簡單的計算器模塊應該包含下列部件：
  • 電源，例如電池或太陽能板
  • 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
    • 小數點
    • 等於符號，用於顯示運算解
    • 四個運算函數（加減乘除）
    • 取消鍵，用於清空顯示的數字
    • 電源開關
    • 其他基本函數，例如求平方根或百分比鍵 （%）
  • 更高級的模塊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。 [3] 

電子計算器高級電子計算器

科學計算器或工程型計算器支持三角函數、微積分、統計與其他函數。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序，且內含了代數方程式求解程序、經濟模型甚至遊戲程序。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。如果用户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。因為內存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數或操作，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數，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，雖然用户依然難以瞭解error 1與error2的差別何在。
僅有少數公司研發與製造現代職業工程師與經濟學家用的計算器：最有名的是Casio、夏普、HP與德州儀器。這些計算器都是嵌入式系統的典範。 [3] 

電子計算器教育用途

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，而不瞭解運算的真實意義，例如輸入(-10)×(-10)，獲得100，卻不瞭解背後“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。 [3] 
參考資料
  • 1.    顧明遠．教育大辭典：上海教育出版社，1998年
  • 2.    Hamrick, Kathy B. (October 1996). "The History of the Hand-Held Electronic Calculator". The American Mathematical Monthly. The American Mathematical Monthly, Vol. 103, No. 8. 103 (8): 633–639. doi:10.2307/2974875. JSTOR 2974875
  • 3.    Marguin, Jean (1994). Histoire des instruments et machines à calculer, trois siècles de mécanique pensante 1642–1942 (in French). Hermann. ISBN 978-2-7056-6166-3.