时光机—从桌面到口袋的电子计算器

　　从1960年开始，基于真空管的台式计算器被引入，以取代在商业，工程和科学中广泛使用的机械和机电计算器。电子计算器更耐用、更快速、更安静。在20世纪60年代中期，真空管被分立晶体管取代，以提供更多的功能和更高的耐用性。到20世纪70年代中期，用集成电路实现的小型电池供电袖珍计算器已经取代了桌面计算器，并迅速取代了以前不可或缺的工程计算尺。

　　在1960年之前，有三种一般类型的计算设备：机械加法机，计算器（机械和机电）和计算尺。机械加法机被会计师，银行家和商人用于加法和减法（通常带有计算的纸质磁带记录）。成功的加法机品牌是Burroughs，Comptometer和Victor。计算器比较大（通常大约是打字机的大小），可以做加，减，乘和除。计算器被工程师和科学家以及商业世界所使用。主要的计算器制造商是Friden，Marchant和Monroe。计算尺是工程师用来乘法、除法和执行基于对数和三角关系的其他计算的简单计算设备。Keuffel & Esser和Picket是最常见的品牌。

　　20世纪最重要的进步之一是用电子设备取代机械和机电设备。这种技术转型发生在计算器以及许多其他领域，如电视，音乐播放器等。最早的机器是机械设备。后来的机器包括一个电动机（因此称为机电），减少了操作机器所需的工作量。特别是在第二次世界大战期间，大型机电计算器（由被称为“computers”的团队操作）被用于许多目的，包括计算弹道学的轨迹表和作为曼哈顿计划的一部分。在机械机器中，车轮、杠杆和轴的惯性严重限制了计算速度。相比之下，电子计算器中的电路以仅受光速限制的速度运行。机械机器也相当嘈杂，而电子机器则是静音的。另一个重要问题是机械设备容易磨损，可能导致间歇性误差。这种间歇性错误可能比完全失败更具破坏性，因为用户可能会在不知道错误发生的情况下得到错误的答案。

　　第一台电子台式计算器是ANITA（该名称是“会计新灵感”的首字母缩写）（图1），由Sumlock Comptometer，Ltd.设计和生产。这家英国公司拥有一系列机械计算器，但1960年推出的ANITA Mk VII与他们以前的产品截然不同。ANITA使用电子闸流管和硒整流器作为逻辑电路来执行计算。12位数字显示器使用辉光管显示每个数字（图2）。由于ANITA计算器没有移动部件，因此它们快速，安静，并且需要最少的维护。ANITA是四功能计算器，可以加，减，乘和除。

　　最早的晶体管计算器之一是1963年6月推出的Friden EC-130（图3）。它使用分立晶体管和二极管作为逻辑。它使用一个小阴极射线位值。寄存器显示以前的条目和计算结果。由于有4个13位数字的寄存器，因此需要一个相当大的存储器。EC-130使用钢丝延迟块作为其记忆。在一端，电线被赋予一个小的扭曲，以便存储每个位。扭曲以相对较慢的声速沿着导线传播，并在远端被检测到。检测后，可以使用该位，也可以将其重新输入延迟线。与ANITA一样，Friden EC-130也是一款四功能计算器。几年后，弗里登推出了EC-132，为EC-130的四个基本功能增加了平方根运算和倒数功能。

　　另一个晶体管化的台式计算器是1965年推出的Wang LOCI（LOgarithmic计算仪器）（图4）。通过使用计算对数和反对数的因子组合方法，该计算器提供了对工程有用的功能，例如计算根和幂。显示单元与键盘是分开的，多个键盘可以组合成一个LOCI显示单元。虽然它开创了可编程计算器的概念，但LOCI是一种工程计算器，很难用于商业和商业应用。例如，对于 2 x 2 的乘法，LOCI 生成了 3.999999999 的答案。虽然对于习惯于三位数精度的计算尺的工程师来说，这不是问题，但对于大多数非技术用户来说，这是不可接受的。1966年末，Wang开始销售更适合一般使用的Model 300计算器。Wang 在 Model 300 方面的经验催生了一系列独立的文字处理器，这些处理器在商业应用中非常成功。

　　1968 年推出的惠普 9100A（图 5）是终极桌面工程计算器。该计算器基于汤姆·奥斯本（Tom Osborne）设计的原型，他曾在Marchant公司工作，该公司是机械和机电计算器的先驱之一。生产模型（由惠普实现）使用分立晶体管来执行计算。像Friden电子计算器一样，它使用一个小的阴极射线管来显示三个寄存器的内容。寄存器显示每个计算的操作数和结果。除了基本的四项功能外，9100A 还提供了全套工程功能，包括超越函数、对数函数和三角函数。为了提供工程功能，CORDIC算法所需的常量需要一个32，000位的只读存储器。只读存储器是用印刷电路板两侧的线路之间的电感耦合构建的。Wang LOCI和HP-9100A都使用磁芯实现的随机存取存储器（简称RAM）来保存数据和计算结果。RAM还可以保存指令序列，允许对机器进行编程以执行重复计算。事实上，它们可以被视为小型计算机，其功能类似于十年后推出的个人计算机。HP-9100可以将程序存储在信用卡大小的磁卡上。

　　从20世纪60年代中期开始，德州仪器开始开发“Cal-Tech”，这是手持式四功能电子计算器的原型，带有纸带以显示结果。1970年推出的佳能Pocketronic电池供电的袖珍计算器基于“Cal-Tech”。1972年，德州仪器（Texas Instruments）开始以自己的名义制造和销售电池供电的袖珍计算器。以德州仪器（Texas Instruments）名称出售的第一台设备是1972年6月推出的TI-2500 Datamath计算器（图6）。它使用具有独特红色数字的发光二极管（LED）显示器，这些数字具有吸引力且易于阅读，但消耗了大量功率。最终，它们被消耗很少功率的液晶显示器（LCD）所取代。在Datamath推出后的五年中，TI推出了至少70种不同的型号，具有广泛的功能。随着袖珍电子计算器的销量以指数级的速度增长，价格下降：到1976年，TI-30科学袖珍计算器的售价不到24.95美元。此时，桌面四功能计算器几乎已经过时，除了需要计算记录的应用程序。

　　1972年，惠普推出了HP-35（图7），这是一款袖珍计算器，以大约1/10的价格获得了惠普9100A的大部分功能。这确实引起了工程师和科学家的注意。最初简称为“计算器”，当投入生产时，它被命名为HP-35，因为它有35个键。它在其红色LED显示屏上仅显示一个10位数字（。计算器有一个由四个内部数据寄存器组成的堆栈，最大限度地减少了输入操作数的需要。与使用磁芯作为数据存储器的台式计算器不同，HP-35使用在单独的集成电路上实现的小型串行移位寄存器。数据寄存器内容可以通过堆栈操作指令进行访问。由于HP-35由电池供电，并且足够小，可以放入口袋中，因此对于工程师特别有用。几年后，惠普推出了HP-65，这是一种可编程的袖珍计算器，使用小磁条来存储程序。

　　虽然最初相当昂贵（HP-35在1972年推出时售价为395.00美元），但由于竞争，工程袖珍计算器的价格迅速下降。结果，袖珍计算器在工程界掀起了一场巨大的变化，工程师们抛弃了他们心爱的计算尺，转而追求更精确的电子计算。

　　回顾历史，我们可以看到，第一个电子计算器（ANITA）只有计算结果的内存。Friden EC-130及其延迟块存储器具有足够的存储器来存储先前的操作数和结果。Wang LOCI和Hewlett Packard 9100都有大量的记忆，可以容纳操作数以及相当大的操作序列。从某种意义上说，它们就像原始的个人电脑。早期的袖珍计算器的内存非常有限：Datamath（以及大多数早期的袖珍计算器）与ANITA相似，而HP-35有4个寄存器（每个寄存器具有一个操作数或结果），就像Friden EC-130一样，尽管内存技术完全不同。

　　显示技术也发生了类似的转变：首先是机械显示器，这些显示器被辉光管和阴极射线管显示器所取代。然后这些被发光二极管显示器取代，而发光二极管显示器又被液晶显示器取代。

　　在1960年至1970年代早期，大型电子计算器（基于真空管）取代了机电计算器，然后本身被基于晶体管的计算器所取代，晶体管最终被基于集成电路的小型电池供电袖珍电子计算器所取代。计算器从机械到机电，再到真空管，再到分立晶体管，最后到集成电路的技术转型是20世纪许多产品的典型转变。早期的电子台式计算器的价格是机电计算器的两到五倍，但不久之后袖珍计算器的成本就降低了几个数量级。这一点，加上它们的小尺寸和便携性，意味着计算器开始以许多新的方式和新的环境使用。