▍ Меньше кнопок
Как вы понимаете, сделать микрокалькулятор из прибора, подобного ANITA Mark VIII, было бы затруднительно не только по причине огромного количества ламп внутри, но и из-за такого весьма многокнопочного интерфейса.
Помимо грандиозных успехов в микроэлектронике, которые не заставили себя долго ждать, для миниатюризации требовалось создать более простую и компактную систему пользовательского ввода, и по возможности более удобную. Это было необходимо сделать и для удешевления, а следовательно и массового внедрения этих машин.
В 1965 году появляется настольный калькулятор Toshiba BC-1411 «Toscal». Всё ещё большой, но теперь уже на холодных и бездушных транзисторах (286 штук), хотя и с тёплыми ламповыми газоразрядными индикаторами. Его клавиатура содержит значительно меньше клавиш, и на первый взгляд напоминает клавиатуры современных калькуляторов. Если сильно не
Цифры тут вводятся привычным способом, последовательным нажатием цифровых клавиш и клавиши десятичной точки. Некоторые сложности возникают с действиями: отдельная кнопка равенства не предусмотрена, она совмещена со сложением.
Эта машина, как и многие другие современные ей, используют иную логику работы, о которой я расскажу более подробно чуть позже. В случае с этой машиной всё довольно похоже на современный способ работы, только вместо отдельной кнопки равенства для получения результата вычитания, умножения и деления после ввода второго числа нужно нажимать «плюс-равно».
В остальном же работа с калькулятором уже гораздо ближе к современным представлениям. Такие обозначения клавиш сохранились и по сей день, а логика работы применялась во многих последующих калькуляторах ещё добрый десяток лет.
Отдельного внимания заслуживает блок кнопок слева. В этом калькуляторе реализован регистр памяти, возможно впервые, а может быть среди первых. Так или иначе, к этому времени никаких общепринятых обозначений и устоявшихся процедур для работы с памятью предусмотрено не было, и инженеры изобретали как могли.
- Клавиша M (Memory) копирует текущий результат в регистр памяти.
- Клавиша AM (Add Memory) на самом деле не клавиша, а переключатель: когда он включён, результаты умножения и деления прибавляются к значению в регистре памяти и сохраняются там.
- Клавиша R (Read) копирует значение из регистра памяти в текущий результат.
Очистка регистра памяти конструкцией не предусмотрена. Зато предусмотрен режим работы с процентами. Это тоже переключатель. Когда он активен, второй операнд в операциях деления и умножения автоматически делится на 100 перед вычислением результата.
Помимо кнопок, у BC-1411 есть переключатель с позициями 0, 3 и 6. Дело в том, что эта машина имеет фиксированную точность вычислений, а переключатель устанавливает количество разрядов после запятой. Почему японцы выбрали именно такие значения, история умалчивает. Прочие же страны в своих разработках при необходимости внедрения фиксированной разрядности предпочитали вариант 0, 2 и 4 — так удобнее считать деньги.
▍ Почти в кармане
Всего несколько лет понадобилось лучшим умам человечества, и уже в 1967 году в недрах американской Texas Instruments родился первый почти карманный, весом всего один килограмм, калькулятор на интегральных микросхемах, Cal-Tech.
Этот аппарат был способен к стандартным четырём действиям с плавающей точкой и не имел никаких других функций. Кнопочный интерфейс сделал очередной небольшой шажок и стал ещё больше похож на современный интерфейс.
Один из прототипов Cal-Tech
Почти никаких странностей, не считая не совсем понятных клавиш C, E и P. За отсутствием в природе мануала их назначение мне неизвестно, как и точная процедура проведения вычислений, реализованная в железе или хотя бы предполагаемая.
Cal-Tech так и остался в формате нескольких прототипов, так как был довольно-таки большим и отображал результат счёта не на дисплее, а на бумажной ленте с помощью встроенного термопринтера. Но в 1970 году на его основе был создан японский Canon Pocketronic. Хотя его дизайн был улучшен, а вес уменьшен, необычное решение с бумажной лентой сохранилось.
Canon Pocketronic
Как ни странно, но в серийном калькуляторе только что оптимизированный интерфейс снова сделал шаг в сторону. Кнопок стало побольше, предыдущие три непонятные кнопки исчезли, зато появились не совсем обычные обозначения: C, CI, и «равно» с ромбиком: это одно из первых появлений самостоятельной кнопки получения результата, но действует она пока ещё немного иначе.
Первые две кнопки — сброс и отмена ошибочно введённого значения, последняя — собственно получение результата. Процедура счёта интуитивно понятна и очень похожа на современную: просто вводятся цифры и арифметические операции, как если бы они записывались на бумаге. При этом они, включая знаки операций, печатаются на ленте.
Нажатие клавиши с ромбиком предположительно печатает знак равенства и результат. Впрочем, инструкция предлагает перед получением равенства в сложениях и вычитаниях нажимать кнопку сложения или вычитания ещё раз.
▍ Арифметическая логика
Пока Cal-Tech пытался добраться до рынка, в 1969 году успевает появиться уже довольно компактный, хотя всё ещё настольный, японский калькулятор QT-8D Micro Compet производства Sharp. В его интерфейсе также наблюдаются довольно значительные флуктуации, но за исключением некоторых занимательных особенностей, он реализует и многие из привычных ныне решений.
Sharp QT-8D
Среди этих решений:
- Восьмиразрядный дисплей, но 16-разрядный регистр счёта. Вручную можно ввести 8 разрядов.
- Если результат превышает разрядность дисплея, отображается его старшая часть, остальные разряды теряются.
- Если целая часть дробного числа больше разрядности дисплея, положение десятичной точки сохраняется и учитывается в последующих операциях.
- Для отрицательных результатов отображается минус в старшем разряде.
- Если при выполнении операции превышена разрядность счёта (получилось больше 16 разрядов), ввод прекращается и загораются все десятичные точки до нажатия кнопки сброса. Это аналог буквы E в современных калькуляторах.
Необычной особенностью QT-8D является отсутствие обнуления счётного регистра при включении: показывается не 0, а случайное число, и требуется вручную сделать обнуление. При этом кнопка сброса работает как отмена неправильного ввода, то есть аналогично кнопке CE на современных калькуляторах. Для полного сброса нужно нажимать кнопку C дважды.
Вычисления здесь выполняются всё ещё не интуитивно понятно, способ их выполнения отличается от привычного современного. Здесь реализована так называемая (в литературе тех лет) «арифметическая» логика.
Есть три клавиши: «плюс-равно», «минус-равно» и «умножить-делить». Нажатие «плюс-равно» и «минус-равно» действует как сложение и вычитание, сразу же выдающее результат. Отдельной кнопки для получения результата не предусмотрено.
Например, для сложения 100 и 500 нужно ввести:
- Сброс, сброс (на дисплее 0).
- 100.
- «плюс-равно» (складывает 0 и 100, на дисплее 100).
- 500.
- «плюс-равно» (складывает 100 и 500, на дисплее 600).
Однако, для вычитания 100 из 500 нужно ввести:
- Сброс, сброс (на дисплее 0).
- 500.
- «плюс-равно» (складывает 0 и 500, на дисплее 500).
- 100.
- «минус-равно» (вычитает 100 из 500, на дисплее 400).
Для деления, умножения используется несколько иная процедура. Например, умножить 12 на 7:
- Сброс, сброс.
- 12.
- «умножить-делить».
- 7.
- «плюс-равно».
Для деления 12 на 7 в конце нужно нажать «минус-равно» вместо «плюс-равно».
Такая же логика работы с небольшими вариациями свойственна многим калькуляторам тех лет, в том числе и упомянутым в самом начале статьи Sharp EL-805 и Электронике Б3-04.
▍ Всегда с тобой
Ещё через несколько лет, в 1971 году, наконец-то появляется первый действительно карманный калькулятор: японский Busicom «Handy» LE-120A. Он построен на специализированной интегральной микросхеме, содержащей 2100 транзисторов, обладает 12-разрядным светодиодным сегментным индикатором. Как и у QT-8D, на клавиатуре всё ещё есть некоторые рудименты, но теперь их меньше, а пользовательский опыт очень близок к современному.
Busicom Handy-LE
Здесь мы снова видим кнопку «плюс-равно», а также загадочный переключатель: 0, 2, 4. Логика работы этой кнопки и переключателя аналогичны BC-1411: эта модель калькулятора тоже имеет фиксированную точность вычислений: целые числа, два или четыре разряда после запятой. Два разряда после запятой оказались более востребованы для применения в реальном мире, чем три у Toshiba: например, для счёта центов или копеек, и японцы учли эти соображения.
Таким образом, в начале 1970-х годов способ управления микрокалькуляторами почти устаканился. Остался последний шажок: отдельная клавиша равенства и современная схема обозначений, и у нас получится современная, так называемая «алгебраическая» логика работы: как вычисление проговаривается вслух, так оно и набирается на клавишах. Например, «два плюс три равно».
Трудно сказать, где впервые появились все эти признаки. В 1971 году на рынке уже было представлено несколько таких калькуляторов, но ещё несколько лет выходили и модели с арифметической логикой и другими, более сложными схемами управления. Потребовалось время, чтобы расставить всё по местам, и какое управление наиболее удобно для конечных пользователей.
TI-2500 первой версии
Вероятно, на роль флагмана популяризации «алгебраической» логики в интерфейсе стоит назначить Texas Instruments 2500 «Datamath» 1972 года, так как именно он оказался первым весьма успешным калькулятором такого типа. Опередившие его в деле выделения отдельной клавиши равенства более ранние коллеги, например, германский Walther ETR3, далеко не так хорошо известны миру.
Впрочем, первая версия Datamath всё ещё имела странность: кнопка CE/D вместо заменившей её во второй ревизии привычной CE. Дело в том, что в первой ревизии отображаемый на дисплее результат исчезал через 15 секунд после последней операции, остаётся светиться только первая цифра. Нажатие CE/D возвращает последние показания на дисплей.
▍ Исторический сдвиг
Далее история развивается слишком стремительно и вскоре уводит нас от предмета интереса:
- Уже в 1968 году появляется первый программируемый калькулятор, Hewlett-Packard HP-9100A. Пока он ещё транзисторный и настольный, больше похожий на компьютер.
- В 1972 году выходит первый карманный инженерный (научный) калькулятор HP-35, а в 1974 конкурирующий продукт от Texas Instruments, SR-50.
- В 1974 году возникает первый карманный программируемый калькулятор Hewlett-Packard HP-65.
- В 1984 году выходит в свет первый электронный органайзер, Psion Organizer 1. Позже эти устройства примут форму более привычных записных книжек Casio, если кто-то ещё помнит про такой формат устройств.
- В 1985 году на рынок прибывает первый графический калькулятор Casio FX-7000G.
Ну а потом пошло-попёрло: ноутбуки, субноутбуки, коммуникаторы, КПК, мобильные телефоны и так далее. Эту историю вы уже наверняка знаете.
Общие черты этого процесса можно обозначить как стремительный рост количества клавиш, потом введение двойного и тройного назначения клавиш, а потом появление цвета и тачскринов.
HP-9100A
На этот моменте часть устройств пошла в сторону отказа от клавиш вовсе и введения многофункциональности, где калькулятор является лишь одной небольшой функцией из множества, а классические клавишные калькуляторы вернулись к своей наиболее оптимальной простой форме родом из 1980-х годов. Программируемые, научные и графические калькуляторы частично вошли в симбиоз и закуклились в своей особой образовательной нише. Из новинок в этой довольно консервативной области случилось разве что появление специализированных устройств для бухгалтерского учёта, с соответствующими дополнительными функциями.
Из всех этих событий можно отметить момент введения в интерфейсы калькуляторов клавиш двойной функциональности. Во многих ранних микрокалькуляторах сами кнопки не имели надписей, вместо этого их обозначения нанесены на корпус. Позже нормой стали обозначения на самих кнопках, но не на корпусе. Так или иначе, каждая кнопка всегда выполняла одно действие, максимум два похожих при повторном нажатии (включение и сброс, отмена ввода и сброс).
HP-35, SR-50A, HP-65
И большой и сложный HP-9100A, и маленькие продвинутые HP-35 вместе с SR-50 придерживались этой схемы — одна кнопка, одна функция. А вот маленький и сложный HP-65 уже имеет до четырёх функций на одной кнопке: основное, указанное на лицевой части кнопки, второе, указанное синим цветом на скошенной части кнопки, и третье, нанесённое жёлтым цветом на корпусе.
Активируются альтернативные функции кнопок не так, как регистр («шифт») на печатной машинке или компьютере — не одновременным нажатием, а последовательностью: сначала однократно нажимается одна из трёх кнопок: жёлтых f и f⁻¹ или синей кнопки g, а потом кнопка с нужной функцией.
Странная кнопка f⁻¹ обозначает инверсию вызываемой функции, и применяется к некоторым функциям: последовательность нажатий f и 4 вызывает функцию синуса, а f⁻¹ и 4 вызывает функцию инверсного синуса. В последующих калькуляторах такая необычная схема доступа к инверсным функциям уже не встречалась.
Клавиатура HP-65
Не берусь утверждать, что это самая первая реализация подобной схемы, однако довольно ранняя и выразительная. Впоследствии она легла в основу управления всеми инженерными, программируемыми и графическими калькуляторами.
Другим встречающимся ныне способом доступа к вторичным функциям кнопок является долгое удержание. Признаком этого является указание наличия второй функции при отсутствии кнопки, подобной F или MODE.