गणनयंत्र

विकिपीडिया, मुक्‍त ज्ञानकोशातून
Jump to navigation Jump to search
सात-सेगमेंट लिक्विड-क्रिस्टल डिस्प्ले (एलसीडी) असलेले इलेक्ट्रॉनिक पॉकेट कॅल्क्युलेटर जे अंकगणित ऑपरेशन्स करू शकते
LCD सह आधुनिक वैज्ञानिक कॅल्क्युलेटर

गणनयंत्र किंवा इलेक्ट्रॉनिक कॅल्क्युलेटर हे सामान्यत: मूलभूत अंकगणितापासून जटिल गणितापर्यंत गणना करण्यासाठी वापरले जाणारे पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक उपकरण आहे.

पहिले सॉलिड-स्टेट इलेक्ट्रॉनिक कॅल्क्युलेटर 1960 च्या सुरुवातीस तयार केले गेले. 1970 च्या दशकात पॉकेट-आकाराची साधने उपलब्ध झाली, विशेषतः इंटेल 4004 नंतर, पहिला मायक्रोप्रोसेसर, जपानी कॅल्क्युलेटर कंपनी Busicom साठी इंटेलने विकसित केला.

आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक कॅल्क्युलेटर स्वस्त, देणे-घेणे, क्रेडिट-कार्ड-आकाराच्या मॉडेल्सपासून ते अंगभूत प्रिंटरसह मजबूत डेस्कटॉप मॉडेल्सपर्यंत बदलतात. 1970 च्या दशकाच्या मध्यात ते लोकप्रिय झाले कारण एकात्मिक सर्किट्सच्या समावेशामुळे त्यांचा आकार आणि खर्च कमी झाला. त्या दशकाच्या अखेरीस, किमती इतक्या कमी झाल्या होत्या की मूलभूत कॅल्क्युलेटर बहुतेकांना परवडणारे होते आणि ते शाळांमध्ये सामान्य झाले.

युनिक्सच्या सुरुवातीच्या काळात संगणक ऑपरेटिंग सिस्टीममध्ये dc आणि hoc सारखे परस्पर कॅल्क्युलेटर प्रोग्राम समाविष्ट केले आहेत आणि कॅल्क्युलेटर फंक्शन्स जवळजवळ सर्व वैयक्तिक डिजिटल असिस्टंट (PDA) प्रकारच्या उपकरणांमध्ये समाविष्ट आहेत, अपवाद म्हणजे काही समर्पित अॅड्रेस बुक आणि डिक्शनरी डिव्हाइसेस.

सामान्य हेतू कॅल्क्युलेटर व्यतिरिक्त, विशिष्ट बाजारपेठांसाठी डिझाइन केलेले आहेत. उदाहरणार्थ, तेथे वैज्ञानिक कॅल्क्युलेटर आहेत ज्यात त्रिकोणमितीय आणि सांख्यिकीय गणना समाविष्ट आहेत. काही कॅल्क्युलेटरमध्ये संगणक बीजगणित करण्याची क्षमता देखील असते. ग्राफिंग कॅल्क्युलेटरचा वापर वास्तविक रेषेवर किंवा उच्च-आयामी युक्लिडियन स्पेसवर परिभाषित केलेल्या फंक्शन्सचा आलेख करण्यासाठी केला जाऊ शकतो. 2016 , मूलभूत कॅल्क्युलेटरची किंमत कमी आहे, परंतु वैज्ञानिक आणि ग्राफिंग मॉडेल्सची किंमत जास्त आहे

स्मार्टफोन्स, टॅब्लेट संगणक आणि वैयक्तिक संगणकांच्या अत्यंत विस्तृत उपलब्धतेसह, समर्पित हार्डवेअर कॅल्क्युलेटर, अजूनही मोठ्या प्रमाणावर वापरले जात असताना, ते पूर्वीपेक्षा कमी सामान्य आहेत. 1986 मध्ये, कॅल्क्युलेटर अजूनही माहितीची गणना करण्यासाठी जगाच्या सामान्य-उद्देश हार्डवेअर क्षमतेच्या अंदाजे 41% प्रतिनिधित्व करतात. 2007 पर्यंत, हे 0.05% पेक्षा कमी झाले.

रचना[संपादन]

वैज्ञानिक कॅल्क्युलेटर अपूर्णांक आणि दशांश समतुल्य दाखवतो

इनपुट[संपादन]

इलेक्ट्रॉनिक कॅल्क्युलेटरमध्ये अंक आणि अंकगणितीय ऑपरेशन्ससाठी बटणे असलेला कीबोर्ड असतो; काहींमध्ये "00" आणि "000" बटणे देखील असतात ज्यामुळे मोठ्या किंवा लहान क्रमांक प्रविष्ट करणे सोपे होते. बहुतेक मूलभूत कॅल्क्युलेटर प्रत्येक बटणावर फक्त एक अंक किंवा ऑपरेशन नियुक्त करतात; तथापि, अधिक विशिष्ट कॅल्क्युलेटरमध्ये, एक बटण की संयोजनांसह मल्टी-फंक्शन कार्य करू शकते.

आउटपुट प्रदर्शित करा[संपादन]

कॅल्क्युलेटरमध्ये सामान्यतः ऐतिहासिक प्रकाश-उत्सर्जक डायोड (LED) डिस्प्ले आणि व्हॅक्यूम फ्लोरोसेंट डिस्प्ले (VFD) च्या जागी आउटपुट म्हणून लिक्विड-क्रिस्टल डिस्प्ले (LCD) असतात; तांत्रिक सुधारणा विभागामध्ये तपशील प्रदान केला आहे.

वाचनीयता सुधारण्यासाठी मोठ्या आकाराच्या आकृत्या वापरल्या जातात; असभ्य अपूर्णांकांऐवजी किंवा त्याव्यतिरिक्त दशांश विभाजक (सहसा स्वल्पविराम ऐवजी बिंदू) वापरताना. डिस्प्लेवर फंक्शन कमांडसाठी विविध चिन्हे देखील दर्शविली जाऊ शकतात.

स्मृती[संपादन]

कॅल्क्युलेटरमध्ये संगणक मेमरीमध्ये संख्या संग्रहित करण्याची क्षमता देखील आहे. बेसिक कॅल्क्युलेटर सहसा एका वेळी फक्त एकच संख्या साठवतात; अधिक विशिष्ट प्रकार व्हेरिएबल्समध्ये दर्शविलेल्या अनेक संख्या संचयित करण्यास सक्षम आहेत. व्हेरिएबल्सचा उपयोग सूत्रे तयार करण्यासाठीदेखील केला जाऊ शकतो. काही मॉडेल्समध्ये अधिक संख्या संग्रहित करण्यासाठी मेमरी क्षमता वाढवण्याची क्षमता असते; विस्तारित मेमरी पत्त्याला अॅरे इंडेक्स म्हणतात.

उर्जेचा स्त्रोत[संपादन]

कॅल्क्युलेटरचे उर्जा स्त्रोत म्हणजे बॅटरी, सौर सेल किंवा मुख्य वीज (जुन्या मॉडेलसाठी), स्विच किंवा बटणाने चालू करणे. काही मॉडेल्समध्ये टर्न-ऑफ बटण देखील नसते परंतु ते बंद करण्याचा काही मार्ग प्रदान करतात (उदाहरणार्थ, क्षणभर कोणतेही ऑपरेशन न सोडणे, सौर सेल एक्सपोजर झाकणे किंवा त्यांचे झाकण बंद करणे). सुरुवातीच्या संगणक युगात क्रॅंक -पॉवर कॅल्क्युलेटर देखील सामान्य होते.

की लेआउट[संपादन]

खालील की बहुतेक पॉकेट कॅल्क्युलेटरसाठी सामान्य आहेत. अंकांची मांडणी प्रमाणित असली तरी, इतर कळांची स्थिती मॉडेलनुसार बदलते; चित्रण एक उदाहरण आहे.

सामान्य मूलभूत पॉकेट कॅल्क्युलेटर लेआउट
एम.सी श्री M− M+
सी ± %
8 ÷
4 6 ×
2 3 -
0 . = +
कॅल्क्युलेटर बटणे आणि त्यांचे अर्थ
एमसी किंवा सीएम M emory C lear
MR, RM, किंवा MRC M emory R ecall
M− M emory वजाबाकी
M+ एम इमोरी अॅडिशन
सी किंवा एसी A ll C lear
इ.स C lear (अंतिम) E ntry; कधीकधी CE/C म्हणतात: पहिली प्रेस शेवटची एंट्री साफ करते (CE), दुसरी प्रेस सर्व साफ करते (C)
± किंवा CHS सकारात्मक/ऋण संख्या उर्फ CH ange S ign टॉगल करा
% टक्के
÷ विभागणी
× गुणाकार
- वजाबाकी
+ या व्यतिरिक्त
. दशांश चिन्ह
वर्गमुळ
= परिणाम

अंतर्गत कामकाज[संपादन]

सर्वसाधारणपणे, मूलभूत इलेक्ट्रॉनिक कॅल्क्युलेटरमध्ये खालील घटक असतात: [१]

  • उर्जा स्त्रोत ( मुख्य वीज, बॅटरी आणि/किंवा सौर सेल )प्रगत कॅल्क्युलेटर मध्ये, रिचार्ज कर्णजोगे करण्यायोग्य बॅटरी
  • QoL Appearance
  • हार्डवेअर
  • Calculator
  • कीपॅड (इनपुट डिव्हाइस) - संख्या आणि फंक्शन कमांड्स ( अ‍ॅडिशन, गुणाकार, स्क्वेअर-रूट इ.) इनपुट करण्यासाठी वापरल्या जाणाऱ्यकोसाइन, इंटिग्रेशन साठी बटणे. प्रगत गणितीय कार्ये विशेष बटणे.ई-शाई बटणे जे त्यावर प्रदर्शित मजकूर बदलू शकतात आणि सानुकूलित केले जाऊ शकतात.ा की असतात.)
  • डिस्प्ले पॅनेल (आउटपुट डिव्हाइस) - इनपुट क्रमांक, आदेश आणि परिणाम प्रदर्शित करते. लिक्विड-क्रिस्टल डिस्प्ले (LCDs), व्हॅक्यूम फ्लोरोसेंट डिस्प्ले (VFDs), आणि प्रकाश-उत्सर्जक डायोड (LED) डिस्प्ले मूलभूत कॅल्क्युलेटरमध्ये प्रत्येक अंकाचे प्रतिनिधित्व करण्यासाठी सात विभाग वापरतात. प्रगत कॅल्क्युलेटर डॉट मॅट्रिक्स डिस्प्ले वापरू शकतात.
    • प्रिंटिंग कॅल्क्युलेटर, डिस्प्ले पॅनेल व्यतिरिक्त, एक प्रिंटिंग युनिट आहे जे प्रिंटिंग यंत्रणा वापरून कागदाच्या रोलवर शाईमध्ये परिणाम मुद्रित करते.विशेष इरॅडिएशन कनेक्टिव्हिटी किट प्रिंटिंगसाठी Hp 50g मध्ये उदाहरण वापरले
  • प्रोसेसर चिप ( मायक्रोप्रोसेसर किंवा सेंट्रल प्रोसेसिंग युनिट ).उदा. एचपी प्राइममध्ये वेगवान प्रोसेसर म्हणून द्रुत गणना.जर आपण स्लो प्रोसेसर वापरला तर कॅलक्युलेशन मंद होते. अनेक कॅल्क्युलेटर आहेत जे टेबल तपासणारे आहेत
प्रोसेसर चिपची सामग्री
युनिट कार्य
स्कॅनिंग ( पोलिंग ) युनिट जेव्हा कॅल्क्युलेटर चालू केला जातो, तेव्हा की दाबल्यावर तो विद्युत सिग्नल उचलण्याची वाट पाहत कीपॅड स्कॅन करतो.
एन्कोडर युनिट संख्या आणि कार्ये बायनरी कोडमध्ये रूपांतरित करते.
एक्स रजिस्टर आणि वाई रजिस्टर ते संख्या स्टोअर्स आहेत जेथे गणना करताना संख्या तात्पुरती संग्रहित केली जातात. सर्व क्रमांक प्रथम एक्स रजिस्टरमध्ये जातात; एक्स रजिस्टरमधील क्रमांक डिस्प्लेवर दर्शविला जातो.
ध्वज नोंदणी कॅल्क्युलेटरची गरज होईपर्यंत गणनेचे कार्य येथे संग्रहित केले जाते.
कायमस्वरूपी मेमरी ( रॉम ) अंगभूत फंक्शन्ससाठी सूचना ( अंकगणित क्रिया, वर्गमूळ, टक्केवारी, त्रिकोणमिती, इ.) येथे बायनरी स्वरूपात संग्रहित केल्या आहेत. या सूचना प्रोग्राम आहेत, कायमस्वरूपी संग्रहित केल्या आहेत आणि मिटवल्या जाऊ शकत नाहीत.
वापरकर्ता मेमरी ( RAM ) स्टोअर जेथे वापरकर्त्याद्वारे नंबर संग्रहित केले जाऊ शकतात. वापरकर्ता मेमरी सामग्री वापरकर्त्याद्वारे बदलली किंवा मिटविली जाऊ शकते.
अंकगणित तर्क एकक (ALU) ALU सर्व अंकगणित आणि तर्कशास्त्र निर्देशांची अंमलबजावणी करते आणि बायनरी कोडेड स्वरूपात परिणाम प्रदान करते.
बायनरी डिकोडर युनिट बायनरी कोडला दशांश संख्यांमध्ये रूपांतरित करते जे डिस्प्ले युनिटवर प्रदर्शित केले जाऊ शकते.

प्रोसेसर चिपचा घड्याळ दर सेंट्रल प्रोसेसिंग युनिट (सीपीयू) चालू असलेल्या वारंवारतेचा संदर्भ देते. हे प्रोसेसरच्या गतीचे सूचक म्हणून वापर ले जाते, आणि ते घड्याळ चक्र प्रति सेकंद किंवा हर्ट्झ (Hz) मध्ये मोजले जाते. मूलभूत कॅल्क्युलेटरसाठी, वेग काही शंभर हर्ट्झपासून किलोहर्ट्झ श्रेणीपर्यंत बदलू शकतो.

पेपर प्रिंटरसह ऑफिस कॅल्क्युलेटिंग मशीन

उदाहरण[संपादन]

साध्या चार-फंक्शन कॅल्क्युलेटरमध्ये गणना कशी केली जाते याचे मूलभूत स्पष्टीकरण:

25 + 9 ची गणना करण्यासाठी, बहुतेक कॅल्क्युलेटरवर खालील क्रमाने की दाबा:  5 + 9 =

  • कधी  5 प्रविष्ट केले आहे, ते स्कॅनिंग युनिटद्वारे उचलले जाते; 25 क्रमांक एन्कोड केलेला आहे आणि X रजिस्टरला पाठवला आहे;
  • पुढे, जेव्हा द की दाबली जाते, " अॅडिशन " सूचना देखील एन्कोड केली जाते आणि ध्वज किंवा स्टेटस रजिस्टरवर पाठविली जाते;
  • दुसरा क्रमांक एन्कोड केले आहे आणि X रजिस्टरला पाठवले आहे. हे Y रजिस्टरमध्ये पहिल्या क्रमांकाला "पुश" करते (शिफ्ट करते);
  • जेव्हा कळ दाबली जाते, ध्वज किंवा स्टेटस रजिस्टर मधील "संदेश" (सिग्नल) कायमस्वरूपी किंवा अस्थिर मेमरीला सांगते की ऑपरेशन " अॅडिशन " आहे;
  • X आणि Y रजिस्टरमधील संख्या नंतर ALU मध्ये लोड केल्या जातात आणि कायमस्वरूपी किंवा नॉन-व्होलॅटाइल मेमरीच्या सूचनांनुसार गणना केली जाते;
  • उत्तर, 34 X रजिस्टरला परत पाठवले (शिफ्ट केले). तेथून, ते बायनरी डीकोडर युनिटद्वारे दशांश संख्येमध्ये रूपांतरित केले जाते (सामान्यत: बायनरी-कोडेड दशांश ), आणि नंतर डिस्प्ले पॅनेलवर दर्शविले जाते.

इतर कार्ये सामान्यतः पुनरावृत्ती बेरीज किंवा वजाबाकी वापरून केली जातात.

संख्यात्मक प्रतिनिधित्व[संपादन]

बहुतेक पॉकेट कॅल्क्युलेटर त्यांची सर्व गणना बायनरी ऐवजी बायनरी-कोडेड दशांश (BCD) मध्ये करतात. बीसीडी इलेक्ट्रॉनिक प्रणालींमध्ये सामान्य आहे जिथे अंकीय मूल्य प्रदर्शित केले जावे, विशेषतः केवळ डिजिटल लॉजिक असलेल्या आणि मायक्रोप्रोसेसर नसलेल्या प्रणालींमध्ये. बीसीडीचा वापर करून, प्रत्येक अंकाला स्वतंत्र सिंगल सब-सर्किट मानून प्रदर्शनासाठी संख्यात्मक डेटाची हाताळणी मोठ्या प्रमाणात सुलभ केली जाऊ शकते. हे डिस्प्ले हार्डवेअरच्या भौतिक वास्तवाशी अधिक जवळून जुळते—उदाहरणार्थ, एक डिझायनर मीटरिंग सर्किट तयार करण्यासाठी एकसारखे सात-सेगमेंट डिस्प्लेची मालिका वापरणे निवडू शकतो. जर अंकीय प्रमाण शुद्ध बायनरी म्हणून साठवले गेले आणि हाताळले गेले, तर अशा डिस्प्लेला इंटरफेस करण्यासाठी जटिल सर्किटरीची आवश्यकता असेल. म्हणून, ज्या प्रकरणांमध्ये गणना तुलनेने सोपी आहे, BCD सह संपूर्णपणे कार्य केल्याने बायनरीमध्ये आणि वरून रूपांतरित करण्यापेक्षा एक सोपी एकंदर प्रणाली होऊ शकते. (उदाहरणार्थ, सीडी बीसीडीमध्ये ट्रॅक नंबर ठेवतात, त्यांना 99 ट्रॅकपर्यंत मर्यादित करतात.)

जेव्हा या प्रकारचे हार्डवेअर एम्बेडेड मायक्रोकंट्रोलर किंवा इतर लहान प्रोसेसर वापरते तेव्हा समान युक्तिवाद लागू होतो. अनेकदा, बीसीडी फॉरमॅटमध्ये आंतरिक संख्येचे प्रतिनिधित्व करताना लहान कोडचे परिणाम होतात, कारण अशा मर्यादित प्रोसेसरवर बायनरी प्रतिनिधित्व किंवा ते रूपांतरण महाग असू शकते. या ऍप्लिकेशन्ससाठी, काही लहान प्रोसेसर बीसीडी अंकगणित मोड वैशिष्ट्यीकृत करतात, जे बीसीडी प्रमाणांमध्ये फेरफार करणाऱ्या दिनचर्या लिहिताना मदत करतात. [२] [३]

जेथे कॅल्क्युलेटरने फंक्शन्स (जसे की वर्गमूळ, किंवा त्रिकोणमितीय फंक्शन्स ) जोडले आहेत, तेथे उच्च अचूक परिणाम देण्यासाठी सॉफ्टवेअर अल्गोरिदम आवश्यक आहेत. काहीवेळा कॅल्क्युलेटर चिपमध्ये उपलब्ध असलेल्या मर्यादित मेमरी स्पेसमध्ये, स्वीकार्य गणना वेळेसह सर्व इच्छित कार्ये फिट करण्यासाठी महत्त्वपूर्ण डिझाइन प्रयत्नांची आवश्यकता असते. [४]

संगणकाच्या तुलनेत कॅल्क्युलेटर[संपादन]

संगणकावर कॅल्क्युलेटरचा सर्वात महत्वाचा फायदा म्हणजे तो पोर्टेबल आहे, तो सर्वत्र वाहून नेला जाऊ शकतो परंतु स्मार्टपीच्या आगमनामुळे


संगणकावरील कॅल्क्युलेटरचा सर्वात महत्वाचा फायदा म्हणजे तो पोर्टेबल आहे, तो सर्वत्र वाहून नेला जाऊ शकतो परंतु स्मार्टफोनच्या आगमनामुळे, कॅल्क्युलेटर धोक्यात आहेत. कॅल्क्युलेटरचा वापर फक्त परीक्षांमध्ये होतो.



कॅल्क्युलेटर

आणि कॉम्प्युटरमधील मूलभूत फरक असा आहे की संगणक अशा प्रकारे प्रोग्राम केला जाऊ शकतो ज्यामुळे प्रोग्रामला इंटरमीडिएट परिणामांनुसार वेगवेगळ्या शाखा घेता येतात, तर कॅल्क्युलेटर विशिष्ट फंक्शन्स (जसे की बेरीज, गुणाकार आणि लॉगरिदम ) सह पूर्व-डिझाइन केलेले असतात. अंगभूत फरक स्पष्ट नाही: प्रोग्रामेबल कॅल्क्युलेटर म्हणून वर्गीकृत काही उपकरणांमध्ये प्रोग्रामिंग कार्ये असतात, काहीवेळा प्रोग्रामिंग भाषांना (जसे की RPL किंवा TI-BASIC ) समर्थन असते.

उदाहरणार्थ, हार्डवेअर गुणक ऐवजी, कॅल्क्युलेटर केवळ-वाचनीय मेमरी (ROM) मध्ये कोडसह फ्लोटिंग पॉइंट गणित लागू करू शकतो आणि CORDIC अल्गोरिदमसह त्रिकोणमितीय कार्यांची गणना करू शकतो कारण CORDIC ला जास्त गुणाकार आवश्यक नाही. बिट सिरीयल लॉजिक डिझाईन्स कॅल्क्युलेटरमध्ये अधिक सामान्य आहेत तर बिट समांतर डिझाईन्स सामान्य-उद्देशीय संगणकांवर वर्चस्व गाजवतात, कारण थोडी सीरियल डिझाइन चिपची जटिलता कमी करते, परंतु बरेच घड्याळ चक्र घेते. हा फरक हाय-एंड कॅल्क्युलेटरसह अस्पष्ट होतो, जे संगणक आणि एम्बेडेड सिस्टम डिझाइनशी संबंधित प्रोसेसर चिप्स वापरतात, अधिक म्हणजे Z80, MC68000, आणि ARM आर्किटेक्चर्स आणि कॅल्क्युलेटर मार्केटसाठी खास काही कस्टम डिझाइन्स.

  1. ^ John Lewis, The Pocket Calculator Book. (London: Usborne, 1982)
  2. ^ University of Alicante. "A Cordic-based Architecture for High Performance Decimal Calculations" (PDF). IEEE. Archived (PDF) from the original on 2016-03-03. 2015-08-15 रोजी पाहिले.
  3. ^ "Decimal CORDIC Rotation based on Selection by Rounding: Algorithm and Architecture" (PDF). British Computer Society. 2015-08-14 रोजी पाहिले.
  4. ^ "David S. Cochran, Algorithms and accuracy in the HP35, Hewlett Packard Journal, June 1972" (PDF). Archived (PDF) from the original on 2013-10-04. 2013-10-03 रोजी पाहिले.