Калькуля́тор ( — «счётчик») — электронное вычислительное устройство или программное обеспечение (например, встроенное в мобильный телефон, операционную систему компьютера или планшета, или даже смарт-часы) для выполнения операций над числами или алгебраическими формулами.Калькулятор заменил механические вычислительные устройства, такие, как абаки, счёты, логарифмические линейки, механические или электромеханические арифмометры, а также математические таблицы (прежде всего — таблицы логарифмов, а инженерный калькулятор — и таблицы Брадиса).
В зависимости от возможностей и целевой сферы применения калькуляторы делятся на простейшие, бухгалтерские, инженерные (научные), финансовые. В отдельные классы обычно выделяют программируемые калькуляторы, дающие возможность выполнения сложных вычислений по предварительно заложенной программе, а также графические — поддерживающие построение и отображение графиков. Специализированные калькуляторы предназначены для выполнения вычислений в достаточно узкой сфере (финансовые, строительные и т. п.)
По исполнению калькуляторы могут быть настольными или компактными (карманными). Отдельные модели имеют интерфейсы для подключения персонального компьютера, печатающего устройства, внешнего модуля памяти или иных внешних устройств. Современные персональные компьютеры, сотовые телефоны, КПК и даже наручные часы могут иметь программы, выполняющие функции калькулятора.
Термином «калькулятор» также называются специализированные программы, встраиваемые в веб-сайты (например, «калькулятор калорий», «калькулятор размеров одежды» и пр.) или в бытовую технику (например, простой медицинский калькулятор может встраиваться в спортивный тренажёр).
Этимология Латинское слово «счётчик, счетовод» происходит от глагола «считаю, подсчитываю», который, в свою очередь, происходит от слова «камешек» (камешки использовались для счёта); же является уменьшительным от «известь».
В Советском Союзе для обозначения малогабаритного электронного вычислительного устройства использовался термин «микрокалькулятор», впервые применённый в 1974 году для микрокалькулятора «Электроника Б3-04». И настольные, и микрокалькуляторы официально назывались «ЭКВМ» (аббр. электронные клавишные вычислительные машины). В настоящее время термин «калькулятор» используется как для настольных, так и для карманных калькуляторов, но по отношению к тем же устройствам может употребляться и термин «микрокалькулятор», так что эти термины можно считать синонимами.
Типы калькуляторов
Простейшие калькуляторы предназначены для выполнения только ординарных арифметических расчётов. Имеют небольшие размеры и вес, обычно не более одного дополнительного регистра памяти и минимальное число функций (как правило, только арифметические операции и, возможно, одна-две функции, такие, как извлечение квадратного корня, обратная функция, смена знака или вычисление процентов). Не поддерживают представление чисел с плавающей запятой. Как правило, имеют 8-разрядный семисегментный индикатор, диапазон представляемых чисел: от ± до ±(−1); Инженерные (, изредка употребляется русская калька «научный калькулятор»): предназначены для научных и инженерных расчётов различной степени сложности. Ориентированы на научных работников, инженеров, студентов технических специальностей и старших школьников. Работают с представлением чисел в форматах как с естественной, так и с плавающей запятой (во втором случае порядок обычно имеет два, реже — три разряда, мантисса — не менее восьми разрядов, так что максимальный диапазон поддерживаемых ненулевых значений — от 1 до 9,999999999 по модулю), многие современные конструкции также позволяют непосредственно оперировать обыкновенными дробями, в том числе выполнять с ними операции, преобразовывать обыкновенные дроби из правильных в неправильные и обратно, обыкновенные дроби в десятичные и обратно. Реализуют алгебраическую логику, с приоритетами операций и скобками; реже применяется обратная польская запись. Поддерживают вычисление элементарных функций. Обычный минимум: квадрат и квадратный корень, обратная функция, десятичные и натуральные логарифмы и показательные функции, прямые и обратные тригонометрические функции; развитые модели реализуют более широкий набор элементарных функций, могут также поддерживать статистические расчёты, переводы мер из одной системы в другую, преобразования углов из системы «градус, минута, секунда» в десятичные доли градуса и обратно, логические функции, работу в различных системах счисления, тригонометрические расчёты с углами в градусах, радианах и градах, операции над комплексными числами. Общее число поддерживаемых функций может составлять до нескольких сотен. Число дополнительных регистров памяти — не менее одного, но может доходить до десятка и более. Из-за большого количества поддерживаемых функций клавиатура инженерных калькуляторов содержит клавиши двойного/тройного назначения; в некоторых моделях на одну кнопку может быть возложено до четырёх функций. Наиболее развитые модели поддерживают не только числовые, но и символьные вычисления.
Бухгалтерские калькуляторы ориентированы на профессиональные арифметические расчёты с денежными суммами, то есть на применение бухгалтерами и кассирами. Обычно выпускаются в настольном исполнении, имеют корпус с крупными клавишами и дисплеем большого размера. Клавиатура может дополнительно содержать клавиши для более удобного ввода денежных сумм (кнопки «00» и «000»), поддерживается большее, чем в инженерных калькуляторах, число знаков (индикатор вмещает до 12—15 цифр), режимы работы с фиксированным количеством разрядов дробной части и автоматическое округление). Обычно имеют не более одного-двух регистров памяти, но поддерживают арифметические операции с записью в регистр и вычисление процентов. Как правило, не имеют на клавиатуре кнопок двойного/тройного назначения. Некоторые модели реализуют арифметическую логику: операции сложения и вычитания нажимаются после ввода числа, но функции умножения и деления производятся в обычной форме.Дополнительно часто поддерживают специальные «бухгалтерские» функции: Check&Correct («проверка и коррекция»): калькулятор запоминает цепочку выполняемых операций, позволяя впоследствии просмотреть её, при необходимости внести изменения и автоматически повторить все вычисления с новым значением некоторых промежуточных данных. Cost-Sell-Margin («стоимость-продажа-прибыль»): вычисляет себестоимость, продажную цену или прибыль, зная остальные два параметра. MU, Mark-Up / Mark-Down («продажная цена и себестоимость»): вычисляет наценку/скидку к цене. VAT и VAT-II («налог на добавленную стоимость»): позволяет нажатием одной кнопки добавлять/убирать из цены величину НДС, по, соответственно, одной или одной из двух ставок. GT ( «общий итог»): автоматическое вычисление итоговой суммы по всем произведённым вычислениям (выдача суммы всех значений, которые калькулятор вычислил после нажатий клавиши «=» с момента сброса). Currency Conversion («конвертация валюты»). RATE / -TAX / +TAX: вычисление налогов (НДС)
Финансовые ориентированы на выполнение финансовых расчетов и поддерживают стандартный минимальный набор математических функций, к которому добавляются операции со сложными процентами и специфические функции, применяемые в банковской сфере и иных финансовых приложениях: расчет аннуитета, перпетуитета, дисконтов, размера выплат по кредитам, приведённого денежного потока и тому подобное. Как правило, реализуют алгебраическую логику с приоритетами операций и скобками.
Программируемые калькуляторы по функциональным возможностям находятся на уровне сложных инженерных калькуляторов, но дополнительно они дают возможность многократно повторять вычисления, создавая и исполняя программы пользователя. Как правило имеют большое количество регистров памяти (10 и более), могут иметь интерфейсы для подключения внешних устройств, персонального компьютера, дополнительных модулей памяти, аппаратных датчиков, исполнительных устройств. По функциональности наиболее развитые программируемые калькуляторы приближаются к простейшим портативным компьютерам, формально отличаясь от них исключительно своей узкой специализацией, такие калькуляторы имеют полноценные операционные системы с графическим интерфейсом, ранее широкое применение на наиболее продвинутых калькуляторах имела операционная система Windows CE. Существует несколько способов программирования калькуляторов (см. статью), в зависимости от модели калькулятор может поддерживать один или два из них.
Графические калькуляторы — разновидность программируемых калькуляторов — имеют графический экран и поддерживают команды, которые позволяют отображать графики функций или даже выводить на экран произвольные рисунки. Почти все графические калькуляторы являются программируемымиИсключения редки, но существуют, например, Casio fx-6200G — не программируемый. Графический дисплей может также иметь обычный инженерный калькулятор для поддержки натурального ввода формул и отображения таблиц, но он не называется графическим калькулятором. Печатающие калькуляторы, оснащённые встроенным печатающим устройством, обеспечивающим вывод производимых вычислений, результатов, итогов, графиков на бумажную ленту. Выделяются в отдельный класс в маркетинговых материалах и рыночной аналитике. Современные печатающие калькуляторы по конструкции и вычислительным возможностям обычно относятся к классу бухгалтерских. Ранее со встроенными печатающими устройствами выпускались некоторые инженерные и программируемые калькуляторы, но современные модели этих типов чаще просто имеют интерфейс для подключения внешнего печатающего устройства. Специализированные калькуляторы — калькуляторы или программно-аппаратные комплексы, предназначенные для выполнения узкоспециализированных вычислений. Например, штурманский калькулятор для навигационных вычислений, калькулятор для расчета конструкций зданий и сооружений (Construction Master) и т. п.
История
Историю вычислительных машин, в том числе и калькуляторов, традиционно начинают с суммирующей машины Паскаля, созданной в 1643 году Блезом Паскалем, и арифмометра Лейбница, изобретённого в 1673 году немецким математиком Готфридом Вильгельмом Лейбницем.
В 1876 году русский математик П. Л. Чебышёв создал суммирующий аппарат с непрерывной передачей десятков.
В 1881 году он же сконструировал к нему приставку для умножения и деления (арифмометр Чебышёва).
Массовый выпуск механических устройств автоматизации счёта начался в конце XIX века: суммирующие машины, табуляторы и арифмометры стали реальным подспорьем в бухгалтерии, статистике и инженерных расчётах.
Электронные клавишные вычислительные устройства были созданы в 1950-х годах с использованием сначала реле, а затем полупроводниковых компонентов. Первые такие приборы были размером с мебельную тумбу и весили более сотни килограммов.
В 1957 году компанией Casio был выпущен один из первых серийных калькуляторов 14-А. Он выполнял четыре действия арифметики над 14-разрядными десятичными числами. Конструкция использовала реле, весила 140 кг и была выполнена в виде стола с тумбой-вычислительным блоком, клавиатурой и дисплеем, при работе потребляла 300 Вт.
В 1961 году в Великобритании начат выпуск первого массового полностью электронного калькулятора ANITA MK VIII с 11-разрядным индикатором на газоразрядных лампах, полной клавиатурой для ввода числа + десять клавиш для ввода множителя.
В СССР в 1964 году выпущен первый отечественный серийный электронный калькулятор «Вега», в США в том же году появился массовый полностью транзисторный калькулятор FRIDEN 130 (4 регистра, обратная польская нотация).
Полупроводниковые калькуляторы быстро усложнялись.
В 1965 году компания Wang Laboratories выпустила калькулятор Wang LOCI-2, который мог вычислять логарифмы, Casio представила первый калькулятор со встроенной памятью «Casio 001» (размеры 37×48×25 см, вес 17кг), а Olivetti выпустила «Programma 101» — первый калькулятор, который мог сохранять программу и многократно выполнять вычисления по ней.