Mesin kira

Penghitung atau Mesin kira atau kalkulator merupakan sebuah peranti elektronik yang kecil dan murah yang digunakan untuk melakukan pengiraan aritmetik asas. Mesin kira moden lebih mudah dibawa ke mana-mana berbanding komputer, walaupun kebanyakan PDA mempunyai saiz yang lebih kurang sama dengan kalkulator tangan.

Mesin kira elektronik pertama dicipta pada tahun 1960an, sementara peralatan bersejarah seperti sempoa dicipta sekitar 2000 SM; di samping itu, mesin kira mekanikal pula dibangunkan pada abad ke-17. Ia dibangunkan hampir serentak dengan komputer analog pada masa tersebut.

Peranti bersaiz kocek mula didapati pada tahun 1970an, terutamanya setelah penciptaan pemproses mikro oleh Intel untuk mesin kira Busicom.

Kalkulator moden menggunakan tenaga elektrik (biasanya bateri dan/atau sel suria) serta merangkumi daripada semurah-murah model bersaiz kad kredit sehinggalah model yang lebih besar serta dilengkapi pencetak terbina dalam. Ia mula popular pada lewat 1960an hasil daripada saiz serta kos peranti elektronik yang semakin kecil dan murah, sekaligus mengelakkan penggunaan komponen komponen komputer yang mahal dan sukar didapati. Menjelang 1980an, harga mesin kira jatuh sehingga ke tahap di mana kebanyakan orang mampu memiliki sekurang-kurangnya sebuah mesin kira asas. Menjelang 1990an ia mula dibenarkan untuk digunakan dalam mata pelajaran Matematik di sekolah-sekolah, membolehkan pelajar lebih menumpukan terhadap konsep tanpa perlu dibebankan dengan keperluan mencongak pengiraan.

Sistem pengendalian komputer seawal sistem UNIX kuno telah pun menyertakan perisian kalkulator seperti dc dan hoc, dan fungsi kalkulator disertakan dalam hampir semua peranti jenis PDA (kecuali beberapa peranti khusus untuk buku alamat dan peranti kamus).

Sebagai tambahan kepada mesin kira serba guna, terdapat juga mesin kira yang direka untuk pasaran tertentu; misalnya, mesin kira saintifik menumpukan kepada operasi yang lebih rumit daripada aritmetik – contohnya, pengiraan kalkulus, trigonometri dan statistik. Sesetengah mesin kira mempunyai keupayaan untuk melakukan pengiraan algebra komputer. Mesin kira graf boleh digunakan untuk melakar graf fungsi yang ditakrifkan dalam garisan sebenar, atau ruang Euclid berdimensi lebih tinggi. Jenis-jenis sedemikian turut digunakan untuk beberapa tujuan lain.

Adalah dianggarkan bahawa pada tahun 1986, mesin kira masih mewakili 41% daripada keupayaan perkakasan serba guna dunia untuk mengira maklumat. Ia kemudian merosot kepada kurang daripada 0.05% menjelang 2007.^[1]

Reka bentuk

Kalkulator saintifik memaparkan pecahan serta nilai perpuluhannya yang setara.

Kalkulator elektronik moden mempunyai papan kekunci dengan butang untuk digit dan operasi aritmetik. Sesetengahnya turut mempunyai butang 00 dan 000 untuk menjadikan angka-angka besar lebih mudah untuk dimasukkan.

Pecahan seperti $ 1 ⁄ 3$ dipaparkan sebagai anggaran perpuluhan, contohnya dibundarkan kepada $0.33333333$ . Juga, terdapat pecahan seperti $ 1 ⁄ 7$ yang merupakan $0.14285714285714$ (sehingga 14 tempat perpuluhan) boleh jadi sukar untuk dikenali dalam bentuk perpuluhan; hasilnya, kebanyakan kalkulator saintifik berupaya mengira pecahan kasar dan/atau nombor bercampur.

Di kebanyakan negara, pelajar menggunakan mesin kira untuk menyiapkan kerja rumah. Terdapat golongan yang menentang penggunaan mesin kira kerana bimbang pelajar tidak mampu menguasai kemahiran aritmetik asas. Terdapat juga ketidaksefahaman mengenai kepentingan untuk menguasai kemahiran mencongak, dengan sesetengah kurikulum matematik mengehadkan penggunakan mesin kira sehingga suatu tahap penguasaan telah dicapai, sementara golongan lain lebih menumpukan terhadap teknik anggaran serta penyelesaian masalah. Kajian menunjukkan bahawa panduan yang tidak cukup dalam penggunaan peralatan mengira akan mengehadkan jenis pemikiran matematik yang digunakan pelajar.^[2] Golongan lain pula berpendapat bahawa penggunaan kalkulator boleh menyebabkan kemahiran matematik seseorang merosot, atau menghalang seseorang daripada memahami konsep algebra lanjutan.^{[perlu rujukan]}

Mesin kira lwn komputer

Perbezaan paling asas antara mesin kira dengan komputer ialah komputer boleh diaturcara mengikut cara yang membolehkan sesebuah program mengambil beberapa cabang berbeza mengikut keputusan pertengahan, sementara mesin kira sudah tersedia direka untuk fungsi tertentu seperti penambahan, pendaraban, dan logaritma yang terbina dalam. Namun, perbezaan ini bukanlah mutlak: sesetengah peranti yang diklasifikasikan sebagai mesin kira boleh aturcara mempunyai fungsi pengaturcaraan, sesetengahnya dengan sokongan bahasa pengaturcaraan seperti RPL atau TI-BASIC.

Secara amnya, pengguna membeli model yang paling murah dengan set ciri-ciri khusus, tetapi tidak kisah akan kelajuannya (memandangkan kelajuan dihadkan oleh berapa pantas seseorang itu menaip). Oleh itu, pereka mesin kira lebih menumpukan kepada mengurangkan bilangan unsur logik di dalam cip dan bukannya nombor kitaran jam untuk melakukan kiraan.

Misalnya, sesebuah mesin kira mungkin akan mengimplementasikan matematik titik terapung dengan kod pada ROM dan bukannya pendarab perkakasan, dan seterusnya mengira fungsi trigonometri menggunakan algoritma CORDIC kerana CORDIC tidak memerlukan titik terapung perkakasan. Rekaan logik bit sesiri adalah lebih lazim pada mesin kira manakala rekaan bit selari mendominasi komputer serba guna, kerana rekaan bit sesiri mengurangkan kerumitan cip, tetapi memerlukan lebih banyak kitaran jam. (Sekali lagi, barisan menjadi kabur pada kalkulator peringkat tinggi, yang menggunakan cip pemproses yang dikaitkan dengan rekaan komputer dan sistem terbenam, terutamanya senibina Z80, MC68000, and ARM, sebagaimana beberapa rekaan khas untuk pasaran kalkulator.)

Lihat juga

Perisian mesin kira

Nota

^ "The World’s Technological Capacity to Store, Communicate, and Compute Information", Martin Hilbert and Priscila López (2011), Science (journal), 332(6025), 60-65; see also "free access to the study".
^ Thomas J. Bing, Edward F. Redish, Symbolic Manipulators Affect Mathematical Mindsets, December 2007

Bacaan lanjut

U.S. Patent 2,668,661 – Komputer kompleks – G. R. Stibitz, Bell Laboratories, 1954 (difailkan pada tahun 1941, difailkan semula pada 1944), peranti elektromekanikal (geganti) yang boleh mengira nombor kompleks, merakan serta mencetak keputusan melalui teletaip
U.S. Patent 3,819,921 – Kalkulator elektronik kecil – J. S. Kilby, Texas Instruments, 1974 (asalnya difailkan pada tahun 1967), peranti tangan (3 lb, 1.4 kg) elektronik menggunakan kuasa bateri dengan pencetak haba
- Pejabat Paten Jepun telah mengurniakan paten pada Jun 1978 kepada Texas Instruments (TI) berasaskan US patent 3819921, biarpun ditentang 12 pengeluar kalkulator Jepun. Ia memberikan TI hak untuk menuntuk royalti secara retroaktif terhadap penerbitan asal permohonan paten Jepun pada Ogos 1974. Seorang jurucakap TI berkata ia mungkin akan merujuk apa yang sudah luput, sama ada dalam wang ataupun perjanjian pelesenan silang teknologi. 19 negara lain, termasuklah United Kingdom, sudah pun mengurniakan paten yang serupa pada Texas Instruments. – New Scientist, 17 Ogos 1978 p455, dan Practical Electronics (terbitan British), Oktober 1978 p1094.
U.S. Patent 4,001,566 – Kalkulator Titik Terapung dengan pendaftar pindahan RAM - 1977 (asalnya difailkan GB Mac 1971, AS Julai 1971), dakwaan kalkulator cip tunggal terawal.
U.S. Patent 5,623,433 – Papan kekunci bernombor lanjutan dengan keupayaan masukan data berstruktur – J. H. Redin, 1997 (asalnya difailkan 1996), Penggunaan Nombor Lisan sebagai satu cara memasukkan nombor.
Pangkalan Data Pejabat Paten Eropah - Banyak paten mengenai mesin kira mekanikal dalam klasifikasi G06C15/04, G06C15/06, G06G3/02, G06G3/04
^ Collectors Guide to Pocket Calculators. oleh Guy Ball dan Bruce Flamm, 1997, ISBN 1-888840-14-5 - disertakan satu sejarah ekstensif mengenai kalkulator kocek terawal di samping memaparkan lebih 1500 model berbeza dari awal 1970an. Buku masih dalam cetakan.

Pautan luar

Mechanicalculator - Koleksi mesin kira mekanikal, gambar, sumber dan buku panduan
Mesin kira boleh aturcara Spesifikasi dan penerangan bagi kebanyakan mesin kira (boleh aturcara)
On TI's US Patent No. 3819921 – dari laman TI sendiri
Ulang Tahun ke-30 Mesin Kira – dari persembahan sesawang Sharp mengenai sejarahnya; termasuklah gambar mesin kira meja CS-10A
Mesin Peranti Mesin Kira Kocek - mempunyai banyak galeri gambar mesin kira mengikut zaman, bentuk dan saiz.
Muzium Web Kalkulator Lama - mendokumentasikan teknologi kalkulator meja, terutamanya jenis elektronik terawal
Sejarah Kalkulator Mekanikal
Muzium Mesin Kira Web Antik - Menunjukkan perkembangan daripada mesin kira mekanikal kepada mesin kira elektronik kocek
Muzium Kalkulator HP (slide rules/mech. section)
Koleksi Mesin Kira Soviet Diarkibkan 2005-06-18 di Wayback Machine - Koleksi kalkulator buatan Soviet
MyCalcDB - Pangkalan data kalkulator 1970an dan 1980an
Sejarah pemproses mikro dan kalkulator cip tunggal; berpangkalan di Glenrothes, Scotland Diarkibkan 2011-07-20 di Wayback Machine
HP-35 Diarkibkan 2015-02-11 di Wayback Machine - Analisis menyeluruh mengenai perisian tegar HP-35 termasuklah algoritma Cordic serta pepijat dalam ROM terawal
Bell Punch Company dan pembangunan kalkulator Anita - Kisah kalkulator elektronik meja terawal
Busicom LE-120A Mesin kira elektronik "HANDY" Diarkibkan 2010-01-17 di Wayback Machine
Gambar dan penerangan mengenai kalkulator elektronik dari tahun 1970an Diarkibkan 2011-07-22 di Wayback Machine
Gambar dan buku panduan mesin kira mekanikal tangan

[HilbertLopez2011-1] "The World’s Technological Capacity to Store, Communicate, and Compute Information", Martin Hilbert and Priscila López (2011), Science (journal), 332(6025), 60-65; see also "free access to the study".

[2] Thomas J. Bing, Edward F. Redish, Symbolic Manipulators Affect Mathematical Mindsets, December 2007

[1]

[2]