От персонального до научного:
Fx-7000G и современные калькуляторы
Может показаться, что эра калькуляторов прошла: их давно заменили компьютеры. Но в науке эти устройства дадут фору любому ПК: некоторые модели не толще кредитной карты, что, однако, не мешает им справляться со сложными вычислениями.
Персональные калькуляторы 1970-х помещались в кармане, но не могли похвастаться широкой функциональностью. Перед ведущими производителями стояла новая задача: совместить полюбившуюся потребителям компактность и возможности научных калькуляторов.
Научные (инженерные) калькуляторы появились в конце 1960-х. Они предназначены для произведения научных и инженерных расчётов: позволяют работать с дробями, логарифмическими и тригонометрическими функциями, вычислять квадратные и кубические выражения, решать системы линейных уравнений и так далее. Но вот в карман первые научные калькуляторы никак не помещались. Для сложных расчетов нужна расширенная клавиатура, что не позволяло сделать корпус компактным, да и к дисплею предъявлялись свои требования — тут не ограничиться шестью отображаемыми знаками.
Casio AL-1000, выпущенный в 1967 году, долгое время оставался одним из самых покупаемых научных калькуляторов.
В соревновании за компактность разработчики Casio поставили точку ещё в 1983 году, создав калькулятор SL-800 размером с кредитную карту и толщиной в 0,8 миллиметра. Теперь в компании сосредоточились на функциональности.
В 1985 году Casio представили первый в мире графический калькулятор — Casio fx-7000G.
Это был программируемый научный калькулятор с матричным дисплеем 96х64 пикселя, который работал в режиме 8 линейных записей на тринадцать знаков или в режиме отображения графиков. Пользователь мог воспользоваться серией встроенных графиков, запрограммировать свои собственные и даже графически отображать статистические функции.
Casio fx-7000G был оснащён 422-байтной программной памятью, позволяющей сохранять до 10 программ в специальных слотах. С современной точки зрения это совсем небольшой объём памяти. Но, благодаря оптимизации количества шагов, которые программа заполняла одной единицей памяти вместо нескольких, её объём расширялся, что позволяло выполнять довольно большие задачи.
Фактически появление графического fx-7000G начало размывать грань между калькуляторами и компьютерами, вплоть до того, что организация памяти в fx-7000G использовалась такая же, как в карманном компьютере Casio BASIC.
Разработчикам удалось уместить внушительную функциональность в компактном корпусе: руководство пользователя Casio fx-7000G на 200 страниц было едва ли не толще самого калькулятора.
Вскоре рынок графических калькуляторов начали пополнять и другие производители. А ностальгические отзывы о Casio fx-7000G до сих пор можно встретить на форумах знатоков истории техники.
Фактически в модели Casio fx-7000G было заложено всё, что есть в современных научных калькуляторах. Что же изменилось в этих устройствах с конца 1980-х?
Использование матричного дисплея в более поздних моделях позволило добиться отображения математических символов и выражений так, как они выглядят в специализированной литературе и учебниках. Первая модель калькулятора Casio с системой естественного ввода / вывода математических выражений была выпущена в 2004 году.
Постепенно увеличивался объём памяти в программируемых калькуляторах, что позволило расширить количество и сложность поддерживаемых функций и записываемых пользователем программ. К слову, в сети можно найти немало любительских игр, написанных для этих устройств: кто знает, может, до эпохи смартфонов именно калькуляторы могли вдохновить некоторых школьников стать программистами.
Распространение персональных компьютеров, а затем и смартфонов потеснило калькуляторы в решении бытовых задач, но не профессиональных и образовательных.
Научные калькуляторы остаются рабочим инструментом тех, чья профессия связана с математическими расчётами и финансами.
Специальные финансовые калькуляторы дополнены такими функциями, как операции со сложными процентами, расчёт размера выплат по кредитам, расчёт точки безубыточности и так далее. Кроме того, они позволяют сохранять результаты вычислений и обращаться к ним позже.
Научные калькуляторы остаются также важным образовательным инструментом. После того, как учителя убедились, что электронные вычислительные устройства не «отучают» детей думать, они обнаружили, что в их руках оказался прекрасный девайс для привлечения внимания учеников и организации образовательного процесса. Ведь научные калькуляторы обладают набором сложных опций, и, чтобы их использовать, нужно хорошо разобраться в сути математических операций.
Графические научные калькуляторы сразу заняли свою нишу в сфере образования, потому что они в буквальном смысле визуализировали математику. В 1989 году вышло целое методическое пособие по использованию графических калькуляторов Casio на занятиях по математике в старшей школе.
Сейчас учителя могут использовать на уроках графические онлайн-калькуляторы, вокруг некоторых сервисов (например, Desmos) складываются большие сетевые сообщества для обмена педагогическим опытом.
Инженерные калькуляторы: Casio fx-991ES PLUS и его обновление Casio fx-991EX
Но при изучении физики калькуляторы имеют свои преимущества перед программами для ПК, смартфонов и планшетов: это мобильность, компактность, длительный срок службы, низкое потребление энергии, демократичная цена, удобная клавиатура и отсутствие многих программных проблем (например, несовместимости версий или внезапной перезагрузки). Это делает их удобным инструментом в образовании.
Кроме того, во многих странах, в том числе и в России, именно классические научные калькуляторы остаются устройствами, чьё использование официально разрешено на экзаменах по точным и естественным наукам.
Поэтому, разрабатывая современные научные калькуляторы, в компании Casio не забывают про школьников, которым нужен недорогой, надёжный и функциональный продукт.
60-е: от электрического калькулятора до электронного. Casio 001
1960-е годы стали эпохой быстрых изменений в технологиях и производстве калькуляторов, и компания Casio столкнулась с по-настоящему серьёзной конкуренцией. Чтобы выиграть её, необходимо было придумать по-настоящему революционную модель.
Шестидесятые в Японии начинались благополучно: здесь, как и во многих странах послевоенной Европы, продолжалась эпоха «экономического чуда», небывалого подъёма экономики. Для Японии этот период был особенно важен тем, что страна, известная дешёвыми товарами, смогла доказать, что она славится не только демократичными ценами, но и качественной продукцией.
Для Casio это время тоже было окрашено в золотые тона — тона успеха и больших денег. Компания отметила седьмой десяток века открытием нового завода в Токио: продажи релейных калькуляторов шли настолько хорошо, что потребовалось предприятие, которое занималось бы изготовлением только этих моделей.
Релейный калькулятор Casio
Параллельно Casio осваивала новые технологии. Релейные калькуляторы приносили хорошую прибыль, но время шло вперёд — и заставляло технику меняться: Тадао Кашио, возглавивший компанию в 1960 году, распорядился продолжать поиск инновационных технологических решений.
И хотя команда Casio была уверена в том, что релейные калькуляторы могут дать фору любым новшествам, потребность в более компактных устройствах стала очевидна. В мире уже вовсю гремели (а точнее, напротив, работали практически бесшумно) транзисторные счётные устройства, удобные в повседневном использовании: их, в отличие от более увесистых предков, уже можно было ставить на стол.
Чтобы сохранить «золото», компании Casio, ещё недавно с отрывом лидировавшей на рынке счётных устройств, теперь необходимо было изобрести поистине революционную модель. Специалисты компании продолжали вести разработку в сфере транзисторных технологий, но пока релейные калькуляторы приносили много денег, братья Кашио не воспринимали угрозу «электроники» всерьёз.
Однако когда продажи Casio стали снижаться, и фирма вошла в пору первого кризиса, исследования технологий продолжились в усиленном темпе — и увенчались созданием знаменитого Casio 001, непрозрачно намекавшего на то, кто действительно главный среди калькуляторов.
Модель появилась на рынке в сентябре 1965 года, положив конец релейному периоду и открыв электронную эру компании. Эксклюзивность счётного устройства была обеспечена встроенной памятью, которой ни у одного из калькуляторов к тому моменту не было и в помине; кроме того, 001 был настольным, что делало его более функциональным.
С точки зрения технического наполнения модель представляла собой десятиразрядный калькулятор с дисплеем на трубках Никси и десятью клавишами для ввода чисел. А специальные ручки на передней панели калькулятора использовались для того, чтобы «запоминать» число и при необходимости использовать его в дальнейших действиях: функция, усложнившаяся в последующих моделях.
Расширяя экономическое влияние, компания не забывала также и о новых разработках: «транзисторный кризис» напоминал о том, что нельзя останавливаться на достигнутом — и Casio шла вперёд, в 1967 году продемонстрировав AL-1000, один из долгожителей среди калькуляторов, десятилетиями остававшийся на рынке.
Чем же покорила модель сердца, или, скорее, мозг покупателей? Дело в том, что AL-1000 дебютировал как программируемый калькулятор, первое счётное устройство в таком роде, предназначенное для работы со сложными программами и потому необходимое в бизнес-сфере и особенно науке.
Модель умела вычислять квадратный корень, обладала 4 регистрами памяти и могла работать с программами до 30 действий. После ввода всех действий в регистры, программа делала расчёты по этим данным, а результаты появлялись в индикаторных трубках над клавиатурой. Ещё одно интересное свойство AL-1000 заключалось в том, что калькулятор можно было присоединять к пишущей машинке, что позволяло сделать работу полуавтоматической.
Модель полюбилась не только «пользователям» — её отметили и в прессе: в ноябре 1967 года американский журнал Electronics справедливо похвалил AL-1000 за бесшумность и приемлемую для таких умных машин цену (в Японии в то время калькулятор продавался за 900 долларов).
А двумя годами позже Casio снова занялась увеличением производственных мощностей: так появился завод в Кофу, который работал исключительно над созданием калькуляторов.
Компания активно совершенствовалась, выходила на новые рынки и внедряла современные технологии, однако, надо признать, что с каждым годом у неё возникало всё больше достойных конкурентов, предлагающих инновационные счётные устройства на любой вкус.
И всё-таки из «калькуляторных войн» Casio вышла победителем, но об этом — в истории следующего десятилетия.
КАК ВЫБРАТЬ КАЛЬКУЛЯТОР ДЛЯ РАБОТЫ, УЧЕБЫ ИЛИ ДОМА
Простая задача выбора калькулятора, при ближайшем рассмотрении, оказывается не такой уж и простой – так велико их разнообразие. С чего же начать выбор? Мы дадим вам несколько практических советов на эту тему.
безопасность калькулятора
Во-первых, не стоит пренебрегать безопасностью продукта, ведь калькулятор находится всегда рядом с Вами и в непосредственном контакте с Вашими руками, а значит, если материалы, из которых он изготовлен, некачественные и токсичные, то Вы будете постепенно и настойчиво отравлять свой организм.
Проблема в том, что узнать определённо об этом очень сложно даже подержав продукт в руках.
Поэтому, это тот самый случай, где проще перестраховаться купить надёжное устройство подороже, причём это не будет большой финансовой потерей, поскольку разница в цене калькуляторов не слишком высока в абсолютных денежных единицах.
В качестве перестраховки примените простые правила:
1. Выберите известный международный бренд, который производит различные технические устройства.
2. Не поленитесь найти в открытом доступе сертификат или декларацию соответствия на интересующий Вас продукт.
Это займёт пять-десять минут, которые ни чего не стоят в сравнении с Вашим здоровьем и здоровьем Ваших коллег.
Назначение калькулятора
Во-вторых, определитесь с назначением калькулятора, то есть для каких целей Вы его будете использовать, и что на нём будете подсчитывать.
С этой точки зрения калькуляторы можно разделить на несколько групп:
50-е: от курительного гаджета до электронного калькулятора
По легенде история создания первого в мире полностью электронного калькулятора началась с того, как в 1949 году Тадао Кашио увидел показательное соревнование между счетоводом-японцем и американским солдатом, который считал с помощью арифмометра с электрическим мотором.
Представьте себе Японию после Второй мировой войны. Падение имперских амбиций, а вместе с ними и уровня производства во всех сферах, заставило и без того трудолюбивых японцев работать ещё усерднее. Покупательская способность большей части страны была крайне низкой, поэтому ставка делалась на изготовление простых, но практичных вещей. И в 1946 году японцы оценили по достоинству необычное изобретение небольшой семейной компании Kashio Seisakujo (Кашио Сэйсакуйо) — мундштук с кольцом на палец «юбива пайпу».
Это было поистине японское изобретение. Оно позволяло не только выкуривать сигарету полностью, а значит, экономить ресурсы, но и работать, буквально не покладая рук на время перекура.
Изготавливался этот курительный гаджет на простом токарном станке — основе небольшого бизнеса семьи Кашио. Кроме юбива пайпу, семейная фирма (Кашио Сэйсакуйо) делала на станке различные комплектующие. Но именно успех мундштука с кольцом позволил Тадао, старшему из братьев и инициатору семейного бизнеса, вложить деньги в то, о чём он давно мечтал — в развитие новых технологий. Обладая талантом изобретателя и предпринимательской жилкой, он увлёкся идеей создания электрической счётной машины.
Предание об арифмометре
От арифмометра к калькулятору
Надо сказать, к середине XX века рабочим инструментом бухгалтеров во всём цивилизованном мире были многочисленные модели арифмометров, которые уже начали оснащать электродвигателями. Но принцип работы таких арифмометров, которыми могли похвастаться американские солдаты, продолжал основываться на механике, поэтому их производительность оставалась невысокой, а процесс работы был весьма шумным. Тадао Кашио привлёк к разработке нового устройства своего брата Тосио, который был специалистом в электронике и решил, что сможет заменить механические детали счётной машины электрическими схемами.
В результате длительных экспериментов и создания десятка прототипов (надо сказать, что братья занимались этим в вечернее время после работы, материально обеспечивающей семью), в 1954 году Тадао и Тосио создали первый в мире электронный калькулятор, который работал на соленоидах. Правда, модель устарела ещё в процессе разработки: дело в том, что она не имела функции непрерывного умножения.
Но, несмотря на это, в процессе работы над ней братья Касио пришли к двум решениям, определившим вид калькуляторов до наших дней.
Во-первых, у этого калькулятора было оставлено всего 10 клавиш для ввода чисел, тогда как у предшественников клавиатура состояла из 9 клавиш для каждого разряда.
Во-вторых, братья решили оставить один дисплей для отображения чисел вместо трёх. До этого у калькуляторов было три дисплея: например, при действии 125+15=140 пользователь видел все три числа одновременно. Кашио сделали так, что каждое предшествующее число исчезало с дисплея с вводом нового, а в конце действия на экране высвечивался ответ.
Дисплей Casio 14-A
Casio 14-A. Полный вид спереди
Casio 14-A. Клавиатура
Casio 14-A. Дисплей
Проблема с невозможностью непрерывных действий была серьёзной, и братья взялись за её исправление. В результате через три года миру была представлена модель электронного калькулятора Casio 14-A, который мог оперировать четырнадцатиразрядными числами.
С одной стороны, назвать этот калькулятор компактным было сложно даже в то время: вся его конструкция весила около 140 килограммов — сравните с ним старые добрые арифмометры, которые свободно размещались на письменном столе (а механический калькулятор Curta — даже в одной руке).
Старый добрый арифмометр
Curta
C другой стороны, это был настоящий прорыв инженерной мысли.
Желая сделать модель доступной для массового производства, Тосио Кашио решил отказаться от соленоида в пользу реле. К тому времени человечество уже научилось производить математические расчёты с помощью программируемой вычислительной техники, и к концу 1950-х годов технология реле использовалась в огромных компьютерах, занимающих целые залы университетов и технологических институтов.
Чтобы использовать эту технологию в производстве бытового массового предмета — калькулятора, — Тосио пришлось позаботиться об уменьшении количества реле (в компьютерах оно доходило до десятков тысяч, а в новом калькуляторе Casio было 342 реле) и от самой конструкции, которая защищала бы их от пыли.
Все инженерные задачи были успешно решены, и калькулятор Casio 14-A стал первым полностью электронным калькулятором, запущенным в производство. Теперь эта модель заняла достойное место в Национальном музее природы и науки в Токио. Здесь есть уникальная возможность увидеть, как она работает.
Сравнивая Casio 14-A и современные модели калькуляторов Casio, легко проследить увлекательный и насыщенный путь, который прошли наука и техника всего за 60 лет.
А «за кадром» нашего технического экскурса осталась важная личная история братьев Кашио — о том, что большие дела начинаются с маленьких открытий, если терпеливо учиться и не бояться неудач.
70-е: от электронного калькулятора
до персонального
Сегодня устройства, которые умеют только вычислять, кажутся нам тривиальными и примитивными. Но всего несколько десятилетий назад они были дорогостоящей и редкой новинкой. Калькуляторами тогда могли пользоваться очень немногие счастливчики.
Фирмы и научные институты могли потратиться и отдать 900 долларов за относительно недорогую модель электронного калькулятора, но дома людям по-прежнему приходилось вычислять в столбик или при помощи ручных счётов. Появление карманных калькуляторов в корне изменило ситуацию: теперь вычислительные устройства стали привычным атрибутом повседневной жизни для миллионов людей.
Во многом именно благодаря Casio Mini калькуляторы стали для нас чем-то привычным. Но в своё время эта модель стала почти сенсационной разработкой.
Из-за растущего спроса рынок вычислительных устройств с середины 1960-х годов во всём мире быстро увеличивался. В Японии конкуренция была особенно ожесточённой. Объёмы производства с каждым годом удваивались. За прибыль и место на рынке вместе с Casio конкурировали около 50 других производителей.
Этот период назвали «калькуляторными войнами». Конкуренция вышла за пределы Японии и распространилась на другие страны. Это была гонка новых разработок, которые должны были удешевить производство калькуляторов и сделать их более доступными для широкой публики. Руководители Casio помнили о кризисе, который едва не погубил фирму, пока они медлили с переходом от релейных технологий к электронике. На этот раз они не собирались никому уступать.
В 1972 году стали появляться первые модели карманных калькуляторов стоимостью до 100$. В феврале канадская фирма Rapid Data Systems & Equipment Ltd. представила свою разработку — Rapidman 800. Чтобы снизить цену, производителям пришлось пойти на уступки и снизить качество модели, поэтому Rapidman выглядел довольно грубо и примитивно. В Casio к этому времени уже готовились к выходу своей версии карманного калькулятора, которая в итоге и завоевала рынок.
Первые калькуляторы Casio Mini появились в августе 1972 года. Разработка этой модели стала результатом продуманной стратегии. Создатели сформулировали свою концепцию так:
«Рынок калькуляторов ограничен, поскольку калькуляторы существуют лишь для повышения эффективности в работе офиса. Но он может быть расширен, если у каждой семьи, у каждого человека появится возможность пользоваться калькулятором. В конце концов, людям нужно делать расчёты и дома. Мы разработаем калькулятор, который будет по карману каждому покупателю, и будет стоить около 10 000 йен, таким образом сделав рынок калькуляторов доступным всем гражданам».
В Японии Casio Mini первоначально стоил около 12 тысяч йен. Сравним это со стоимостью предыдущих моделей: Casio AS-A стоил 110 тысяч йен, что почти в десять раз дороже. Всё ещё пользующийся спросом Casio 001 — около 380 тысяч. Конечно, у новой модели были свои недостатки. Маленький дисплей, вмещающий только 6 знаков. Отсутствие десятичных дробей. При разработке инженерам пришлось идти на компромиссы. Как сделать калькулятор качественным, но при этом недорогим?
В это время уже стали появляться первые модели калькуляторов с жидкокристаллическим дисплеем. Но технология была дорогостоящей, поэтому от неё решили отказаться. Для Casio Mini разработали вакуумный люминесцентный дисплей. Индикаторные лампы потребляют очень много энергии, а прибор должен работать на небольших батарейках и свободно умещаться в кармане. Что же делать?
Инженеры решили уменьшить дисплей до 6 разрядов. Несложные вычисления обычно большего и не требуют. Ещё 6 разрядов, оставшихся после запятой, можно было увидеть после нажатия на специальную клавишу. Таким образом калькулятор оставался достаточно точным, но при этом практичным и недорогим.
Casio CM-602, 1973 г.
Разработчики не ошиблись — модель быстро завоевала популярность. Тадао Касио первоначально планировал выпускать около 100 тысяч таких калькуляторов в месяц. Для того времени цифра была грандиозной — никогда ещё калькуляторы так быстро не продавались в таких больших объёмах, что вызывало серьёзные опасения у скептиков. Но вскоре фирме приходилось выпускать уже не 100, а 200 тысяч моделей в месяц.
Спустя всего десять месяцев количество выпущенных калькуляторов перевалило за миллион. Casio Mini вытеснил конкурентов в Японии и хорошо продавался в других странах. В последующие годы вышло несколько усовершенствованных моделей. Благодаря этой разработке фирме Casio удалось выстоять и победить в «калькуляторных войнах».
Кроме того, развитие карманных калькуляторов подтолкнуло вперёд производство полупроводников и стало одной из причин будущего господства Японии на рынке мировой электроники.
После Casio Mini калькуляторы впервые прочно вошли в повседневную жизнь многих людей, а не только коммерсантов и учёных. В 1970-х можно было заметить калькулятор даже в руках у школьника, что ранее невозможно было и представить.
Вычислительные устройства кажутся нам тривиальными, но они действительно изменили жизнь людей. Калькулятор, который можно взять с собой на урок математики, заставил учителей пересмотреть традиционные методы преподавания. Поначалу калькуляторы пытались запретить. Казалось, что из-за них школьники разучатся считать и думать самостоятельно. Но теперь калькулятор, пусть и на смартфоне — такой же привычный элемент школьного обучения, как линейка и авторучка.
Разработка карманной модели калькулятора помогла Casio отстоять свои позиции на рынке и выиграть в «калькуляторных войнах». Но впереди были новые, не менее значимые разработки и достижения.
