Programmierbarer Taschenrechner

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Commodore PR-100 Programmierbarer Taschenrechner mit roter LED-Anzeige, um 1978; In Deutschland auch von Quelle als Privileg PR57NC verkauft.
Der HP-41C von 1979 war der erste Taschenrechner mit einer energiesparenden LC-Anzeige, die auch Buchstaben und Sonderzeichen darstellen konnte.
Texas Instruments TI-92-II – ein grafikfähiger programmierbarer Taschenrechner.

Programmierbare Taschenrechner sind Taschenrechner, die ähnlich wie Computer für die Abarbeitung komplexer Rechenvorgänge programmiert werden können.

Entwicklungsgeschichte[Bearbeiten]

Besondere Meilensteine in der Entwicklung von programmierbaren Taschenrechnern (einige Merkmale wurden in nicht-programmierbaren Modellen zuerst eingeführt) waren:

  • 1974 wurde von Hewlett-Packard (HP) der HP-65 als weltweit erster programmierbare Taschenrechner vorgestellt. Da der Programm- und Datenspeicher beim Ausschalten gelöscht wurde, erhielt der Taschenrechner zusätzlich einen Magnetkartenleser für die externe Speicherung der Programme. Wesentlich für die Verbreitung war auch, dass über Magnetkarten die Besitzer baugleicher Taschenrechner Software austauschen konnten.
Die Programmierung bestand darin, dass die manuelle Berechnungsfolge als Tastendrücke zur wiederholbaren Ausführung gespeichert wurden und mit Kontrollstrukturen (Vergleiche, Schleifen, Sprünge) und Speicheroperationen angereichert werden konnten. Eine besondere Eigenart der HP-Modelle war die Eingabelogik, die als umgekehrte polnische Notation (UPN) bezeichnet wurde und als vorteilhaft bei der Implementierung galt.
  • 1975 beherrschte der SR-52 von Texas Instruments (TI) die indirekte Adressierung von Datenregistern und Programmzeilen[1]. Darüber hinaus konnte der SR-52 an einen speziellen Thermodrucker (PC-100A von TI) angeschlossen werden und Daten wie Programme auf Thermopapier ausgeben.
Im Unterschied zu HP favorisierte TI als Eingabelogik die AOS (Algebraic Operation System) mit der üblichen Operatorrangfolge wie Punktrechnung vor Strichrechnung.
  • 1975 erschien der HP-55 mit einem Quarzoszillator, der Stoppuhrfunktionen ermöglichte.
  • 1975 gelangte der HP-65 im Rahmen des Apollo-Sojus-Test-Projektes in eine Erdumlaufbahn (ca. 187-222 km Höhe).
  • 1976 wurde mit dem HP-25C das RAM in stromsparender CMOS-Technik ausgeführt, dadurch blieben Programme und Daten auch nach dem Ausschalten erhalten ("Continuous Memory").
  • 1976 lösten HP-67 und HP-97 als Taschenrechner (HP-67) und dazu voll-kompatiblem Tischrechner mit Drucker (HP-97) den HP-65 ab. Es war nun möglich, Programme zu verarbeiten, die größer als der Speicher des Rechners waren. Dazu forderte der Befehl "Merge" eine neue Magnetkarte an, die vorhandene Programmteile überschrieb.
  • 1977 wurde der TI-59 als Nachfolger des SR-52 vorgestellt, der für kleine wechselbare ROM-Module mit Software ("Solid State Software", ca. 5 kB/Modul) zu verschiedenen Themen (Statistik, Navigation) vorbereitet war. Der TI-59 war in der Lage, seinen (für die Zeit) riesiges RAM von 960 Bytes variabel zwischen Datenspeicher und Programmspeicher aufzuteilen.
  • 1977 wurde auch der HP-19C vorgestellt, der den Drucker in seinem kompakten Taschenrechnergehäuse integrierte.
  • 1977 wurde der HP-97S vorgestellt, ein erweiterter HP-97, der erstmals mit einer externen Schnittstelle (BCD, parallel) ausgerüstet wurde.
  • 1978 wurde mit dem HP-38E erstmals ein finanzmathematischer Rechner programmierbar. Bisher hatten sich die Hersteller programmierbarer Taschenrechner auf technisch-wissenschaftliche Anwendungsbereiche konzentriert.
  • 1979 erhielt der HP-41C ein alphanumerisches LC-Display (Texas Instruments hatte ein LCD mit rein numerischer Darstellung im TI-1750 bereits 1977 vorgestellt[2]), konnte Texte darstellen und diese auch im Programm verarbeiten. Optionale Anschlüsse und Modulen für die Schächte des HP-41C ergänzten das Angebot im Laufe der Jahre, z.B. RAM, Zeitfunktionen, Spezialfunktionen, Kartenleser, Drucker, Barcodeleser, Infrarotmodul für weitere Drucker. Erstmals wurden die Speicherbereiche für verschiedene Programme gegeneinander abgeschottet. Im Laufe seiner weiteren, 10-jährigen Bauzeit wurde eine Interface-Loop angeboten, mit der beispielsweise Magnetkassettengeräte oder Messgeräte angesteuert bzw. ausgelesen werden konnten.
  • 1979 wurde im Sharp EL-5400 erstmals BASIC als höhere Programmiersprache für Taschenrechner vorgestellt.
  • 1981 wurde der finanzmathematische HP-12C vorgestellt, der seitdem (Stand 2012) fast unverändert gebaut wird und damit der am längsten verkaufte programmierbare Taschenrechner auf dem Markt sein dürfte.
  • 1981 begann die NASA[3], HP-41-Modelle den Astronauten der Raumfähre Columbia[4] mitzugeben. Die Astronauten konnten mit speziellen HP-41-Programmen die Parameter für den Wiedereintritt überprüfen, die der Bordcomputer berechnet hatte. 1985 nimmt so auch ein HP-41CX an der deutschen D1-Mission im Space-Shuttle teil, das Gerät der D1-Mission befindet sich heute im Besitz des Deutschen Museums.
  • 1982 wurde mit dem HP-75C der für Akkubetrieb zu energiehungrige Motor für den Magnetkartenleser wieder abgeschafft[5]. Die Magnetkarten wurden von Hand durch einen Schlitz am Gehäuse gezogen.
  • 1982 wurde mit dem HP-16C ein Rechner speziell für Programmierer vorgestellt, um beispielsweise in verschiedenen Zahlensystemen zu rechnen. Texas Instruments hatte zwar schon 1977 den TI Programmer herausgebracht, allerdings war der nicht programmierbar.
  • 1982 wurde mit dem HP-15C ein Rechner vorgestellt, der einen Stack für Komplexe Zahlen bot und somit viele Rechnungen der Elektrotechnik einfach bewältigen konnte. Matrixoperationen und -funktionen wurden ebenfalls als eingebaute Funktion des HP-15C realisiert. Da der HP-15C weder drucken noch Programme extern übertragen konnte, hielt sich der Austausch von Software in Grenzen. 2011 legte Hewlett Packard eine 'Limited Edition' dieses Rechners auf, der als Nachbau des Ur-HP-15 optisch sehr ähnlich, aber etwa 100-fach schneller arbeitete.
  • 1988 wurde mit dem HP-28C erstmals ein Computeralgebrasystem (CAS) vorgestellt. Der HP-28 verwendete eine neue, HP-eigene Sprache (RPL), die rekursive Programmierung ermöglichte, uneingeschränkt mit reellen wie komplexen Zahlen, Matrixalgebra rechnete, grafische Darstellungen erlaubte und symbolische Ausdrücke berechnen und ableiten konnte. Alle Speicher (Variable, Unterprogramm-Rücksprungebenen, Stackebenen) waren nur noch durch die Kapazität des RAMs begrenzt, so dass Programme beliebige andere Programme rückwirkungsfrei aufrufen konnten. Die Entwicklung mündete im HP-48SX und dessen Nachfolgern.
  • 1990 erhielt der HP-48SX serienmäßig eine RS-232-Schnittstelle, mit der Daten und Programme auf PCs gespeichert werden konnten. Eine Infrarotschnittstelle erlaubte es, Daten und Programme mit kompatiblen Modellen auszutauschen.

In der Anfangszeit konkurrierten programmierbare Taschenrechner mit Rechenschiebern und einfachen Taschenrechnern, so dass die hochwertigen Rechner vor allem bei Wissenschaftlern und Ingenieuren beliebt waren und für zahlreiche technische und (in begrenztem Umfang) betriebswirtschaftliche Fragestellungen programmiert wurden. Als Ende der 1980er Jahre LC-Displays günstig wurden und immer mehr grafikfähige Taschenrechner auf den Markt kamen, wuchs gleichzeitig eine immer stärkere Konkurrenz durch die Tabellenkalkulationen auf PCs heran, die letztendlich die Verbreitung und dadurch auch die Entwicklung und den Absatz neuer Generationen von programmierbaren Taschenrechnern bremste. Wesentliche Neuentwicklungen sind auf diesem Gebiet daher nicht mehr zu erwarten.

Technik[Bearbeiten]

Programmierbare Taschenrechner besitzen einen internen Speicher, in dem Programme abgespeichert werden können, die komplexe Berechnungsvorgänge vereinfachen oder automatisieren können. Die Eingabe solcher Programme erfolgt über die Tastatur des Taschenrechners in einem speziellen Programmeingabemodus. Aufgrund der zumeist einfachen Anzeigen in Taschenrechnern (früher nur eine Zeile zur Anzeige von Zahlen, heute meist mehrere Zeilen) beschränkt sich das Editieren von Programmen auf Scrollbefehle (ein Programmbefehl vor, ein Programmbefehl zurück in der Anzeige), das Einfügen, Überschreiben und Löschen von Befehlen. Frühe Taschenrechner erlaubten keine Eingabe von Buchstaben, so dass nur die Tastenbefehle auf der Tastatur verwendet werden konnten. Die Programmierung war maschinennah, d.h. es wurden Speicherregister und Programmregister explizit verwendet („Speichere 5 in Speicherregister 3“: 5 STO 3 in UPN; „Springe zu Programmzeile 78“: GTO 78, etc.). Programmierbare Taschenrechner, die zudem auch grafikfähig sind, bieten aber mittlerweile oftmals schon Texteditoren mit teilweise recht umfangreicher Funktionalität für diese Zwecke (und weisen oftmals auch keinen speziellen Programmiermodus auf).

Programme konnten zunächst im Taschenrechner selbst, später auch auf Magnetkarten und anderen Speichermedien gespeichert werden. Häufig sind moderne Taschenrechner auch in der Lage, mit Computern zu kommunizieren. Damit besteht die Möglichkeit, fertige Programme für den Taschenrechner auf dem PC zu entwerfen bzw. aus dem Internet zu laden und anschließend auf den Taschenrechner mittels eines speziellen Übertragungskabels zu übertragen.

Anwendung[Bearbeiten]

Das Spektrum der möglichen Programme ist sehr groß. Von Mathematikprogrammen und Geometrieprogrammen bis hin zu Spielen ist nahezu jedes Genre an Programmen vertreten. Für das Programmieren des Rechners ist eine großflächige Anzeige hilfreich, auf der mehrere Zeilen des Quelltextes gleichzeitig angezeigt werden können.

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Siehe SR-52 Owners Manual (PDF; 27,4 MB) von 1975, S. 115 ff., abgerufen am 5. Januar 2011
  2. Bild und Beschreibung auf Mr. Martin's Website, abgerufen am 5. Januar 2012
  3. HP calculators and space exploration, abgerufen am 5. Januar 2012
  4. HP Key Notes Vol. 5 N1 (Jan. 1981; PDF; 3,0 MB), abgerufen am 5. Januar 2012, Kundenzeitschrift von HP
  5. Details zum HP-75, abgerufen am 5. Januar 2012

Weblinks[Bearbeiten]

 Commons: Programmable calculators – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien