Секреты
программируемого
микрокалькулятора

DjVu

      ПРЕДИСЛОВИЕ
      Нужно ли уметь программировать? Сегодня, возможно, еще найдутся люди, думающие, что это не обязательно. Но очень скоро человек, не умеющий программировать, станет такой же «белой вороной», как неграмотный. Не случайно академик А. П. Ершов называет умение программировать второй грамотностью.
      Владение навыками работы на ЭВМ не только дает возможность использовать их для решения различных задач, но и вырабатывает определенный, «программистский» стиль мышления: умение четко и лаконично формулировать свои мысли, правильно ставить задачу и находить оптимальные пути ее решения, быстро ориентироваться в потоке информации и, наконец, привычно обращаться к ЭВМ для решения задач из любой области. Эти навыки нужны всем без исключения.
      Ясно, что лучше осваивать программирование, постоянно общаясь с машиной. И если раньше это вызывало затруднения (машин было маловато), то теперь положение меняется. Мы на пороге нового исторического процесса. Машины начинают вторгаться в сферу производства и быт. Они уже прочно заняли место в лабораториях и на предприятиях, на письменных столах, в портфелях, ранцах. Могут уместиться и в кармане. В последнем случае речь идет о самом распространенном сегодня типе вычислительных устройств — программируемых микрокалькуляторах (ПМК).
      Эти изящные маленькие коробочки с кнопками и миниатюрным экраном могут быть полезны каждому. Инженеру и технику — для решения профессиональных задач, студенту — при проведении курсовых и лабораторных работ, школьнику и учащемуся ПТУ — при решении задач по математике, физике, химии. Они помогут рассчитать семейный бюджет и обучить ребенка устному счету. Микрокалькулятор даст возможность скоротать досуг, заменив партнера в увлекательной игре. Да и само ощущение комфорта при работе на своей собствен-
      ной машине, сидеть за которой можно когда угодно и сколько угодно, с которой можно постоянно экспериментировать, открывая все новые ее тайны, даст немало приятных минут.
      Программируемый микрокалькулятор — самая малая из всех существующих ЭВМ, но, тем не менее, он заслуживает вполне серьезного к себе отношения. Хотя возможности его меньше, чем у больших ЭВМ и персональных компьютеров, основное достоинство вычислительных машин — возможность работать по введенной программе — есть и у него. А так как микрокалькулятор — машина портативная, а главное — недорогая, то доступность его является даже преимуществом перед стационарными ЭВМ.
      В нашей стране выпускаются несколько типов программируемых микрокалькуляторов. Общее количество их превышает несколько сотен тысяч и постоянно растет. Это ПМК «Электроника БЗ-34», «Электроника МК-54», «Электроника МК-56», «Электроника МК-52» и «Электроника МК-61».
      Первые три типа микрокалькуляторов различаются лишь оформлением, системы команд у них, а отсюда и их возможности, совершенно одинаковы. Почти та же система команд и у последних двух микрокалькуляторов. Почти, потому что она несколько шире. Язык «Электроники МК-52» и «Электроники МК-61» включает в себя все команды калькуляторов первой группы и еще ряд дополнительных, увеличивающих возможности этих ПМК. Самый распространенный на сегодня тип ПМК — «Электроника БЗ-34». Потому-то она и выбрана в качестве эталона для рассказа о программировании на этих машинах. Естественно, все сказанное в книге относится и к другим упомянутым выше калькуляторам.
      Чтобы читать эту книгу, не требуется никаких предварительных знаний ни о программировании, ни об ЭВМ. Что касается математики, то вполне достаточно знаний, приобретенных в средней школе.
      Материал расположен в книге так, чтобы читатель постепенно не только расширял, но и углублял свои знания. Сначала описываются приемы работы с микрокалькулятором в непрограммном, ручном режиме, затем даются краткие сведения о его структуре и логике работы.
      Отдельные разделы из этой книги публиковались в журналах «Техника — молодежи» н «Наука и жизнь».
      Автор пользуется случаем, чтобы выразить благодарность А. Б. Бойко, предложившему несколько интересных программ, и особую признательность — Ю. В. Пухначеву, взявшему на себя труд прочитать рукопись и сделавшему ряд ценных замечаний, учтенных при создании настоящей книги.
     
      Микрокалькулятор — перед вами. Тридцать разноцветных клавиш выстроились стройными рядами по пять в линию. На каждой клавише — обозначение. Над клавишами — тоже, а в нижнем ряду — и под клавишами.
      Некоторые обозначения понятны сразу. Это цифры, символ «,» для отделения целой части числа от дробной, знаки арифметических операций, названия элементарных функций. Другие обозначения менее очевидны, о них мы еще будем говорить.
      Над рядами клавиш — два переключателя. Левый включает калькулятор, а правый задает режим работы с тригонометрическими функциями: «Р» означает радианы, «Г» — градусы. На вычислении остальных функций положение этого переключателя не отражается.
      Передвигаем левый переключатель вправо. На индикаторе загорается цифра 0. Микрокалькулятор готов работать, повинуясь командам, которые мы станем задавать ему, нажимая на клавиши.
      Надо сказать, что сигналы от нажимаемых клавиш по-разному воспринимаются микрокалькулятором в зависимости от того, в каком состоянии он находится. Таких состояний два. В первом выполняются команды, либо отдаваемые непосредственно нажатием на клавиши, либо записанные в память микрокалькулятора в виде программы. Программы вводятся в нашу миниатюрную ЭВМ нажатием на те же клавиши, когда она находится во втором состоянии.
      Включая микрокалькулятор, мы автоматически устанавливаем его в первое состояние. Память его при этом совершенно чиста. Так что сразу после включения мы можем вести вычисления на нем лишь в непрограммном режиме. Ими мы и займемся: это поможет понять принципы работы машины, назначение клавиш и значительно облегчит переход к программированию.
      Для начала рекомендуем освоить клавиатуру. Нажимаем на цифровые клавиши. На экране загораются те же цифры, что обозначены на клавишах: 1, 2,...,7, 8. Нажимаем дальше. Девятая цифра не появляется. Калькулятор рассчитан на работу не более чем с восьмиразрядными числами, и если восемь цифр числа уже введены, дальнейший ввод блокируется, нажатие на клавиши уже не воспринимается машиной.
      Чтобы занести дробное число, нажимаем после цифр целой части клавишу «,» и затем вводим дробную часть. Интересно, что сам символ «,» располагается в той же позиции, что и последняя введенная перед ним цифра. Так что при употреблении десятичной запятой общее число позиций для записи значащих цифр не меняется. Ради тренировки введем в наш калькулятор числа 3,1415926 (отношение длины окружности к диаметру), затем 2,7182818 (основание натуральных логарифмов).
      Нетрудно сообразить, что возможности такой записи чисел ограничены. Нельзя, к примеру, таким образом ввести в микрокалькулятор заряд электрона, измеренный в кулонах; он выражается десятичной дробью с девятнадцатью нулями после запятой. И расстояние от Земли до Солнца таким способом в калькулятор не ввести: выраженное в километрах, оно содержит девять знаков, а в метрах — еще больше.
      KOHEЦ ФPAГMEHTA КНИГИ
     
      14. ЧТО ДАЛЬШЕ?
      В настоящее время во всех средних учебных заведениях нашей страны введен курс «Основы информатики и вычислительной техники». Приобщение молодежи к компьютерной грамотности становится реальностью.
      Программируемый микрокалькулятор «Электроника БЗ-34» — один из первых шагов на этом пути. Конечно, хорошо, если бы слово «микро» в его названии относилось бы только к размерам. К сожалению, в нем все «микро»: и быстродействие, и емкость памяти, и язык, а стало быть, и возможности.
      Но так же, как, изучая каплю воды, можно составить представление о мировом океане, так и осваивая микрокалькулятор, можно получить представление о необъятном мире ЭВМ. Ведь как и всякая ЭВМ, наша миниатюрная машинка призвана освободить своего владельца от рутинной работы, сделать его труд более творческим и производительным. Главное же, она помогает выработать особый алгоритмический стиль мышления, без которого трудно представить человека завтрашнего дня независимо от профессии.
      Потому-то наш микропредставитель семейства ЭВМ заслуживает самого серьезного отношения. Научиться программировать — легко. Научиться программировать хорошо — во сто крат труднее.
      Говорится это не для того, чтобы каждый прочитавший эту книгу посвятил всю свою жизнь углублению знаний в программировании на микрокалькуляторах. В этом особой нужды нет. Во-первых, не надо забывать, что калькулятор (как, впрочем, и любая ЭВМ) — не самоцель, а средство для решения конкретных задач. Во-вторых, на смену ПМК идут гораздо более мощные представители вычислительного семейства: персональные компьютеры, тоже находящиеся в личном распоряжении, но обладающие гораздо большими возможностями, допускающие использовать в качестве дисплея обычный серийный телевизор, а в качестве внешнего запоминающего устройства — бытовой кассетный магнитофон. Программирование на персональных компьютерах отличается от программирования на микрокалькуляторах. Персональные компьютеры оснащены алгоритмическими языками, запись программ на которых намного нагляднее, чем на командном языке микрокалькулятора, и набором столь удобных программ, что работать с ними сможет человек, вообще с программированием не знакомый.
      А что же будет с нашим другом микрокалькулятором? Не будет ли он вытеснен персональной ЭВМ, как конка была вытеснена трамваем?
      Скорее всего, нет. Ведь, что ни говори, а персональный компьютер — машина все-таки стационарная, место ее на рабочем столе. А программируемый микрокалькулятор — машина портативная. Места она занимает мало, питаться может от автономного источника питания — аккумулятора или батарейки, ее можно носить в портфеле и даже в кармане. Потому она в буквальном смысле слова всегда под рукой. Но дело не только в этом. Рискнем утверждать, что для решения небольших числовых задач она, пожалуй, и удобнее. Минимальная клавиатура, команды, названия которых написаны прямо на клавишах, простота языка — все это можно отнести к явным преимуществам ПМК перед другими ЭВМ при решении небольших задач.
      И вообще, нужно ли противопоставлять друг другу разные средства автоматизации вычислений? Перефразируя известную поговорку, можно сказать: «Всякой задаче — свою ЭВМ!» Только в этом случае программист не станет уподобляться чудаку из другой поговорки, который стреляет из пушек по воробьям, а из рогатки — по слону.
      Мирное сосуществование различных средств обработки информации давно уже стало реальностью. Давайте вспомним, сколько лет «трудились» бок о бок логарифмические линейки и различные типы арифмометров — предшественники нынеш-
      них микрокалькуляторов. Линейки, кстати, выпускаются до сих пор. Причем не только они сами, но и литература о них. К примеру, книга Д. Ю. Панова «Счетная линейка» вышла совсем недавно 25-м изданием.
      Вот линейкам, по нашему мнению, микрокалькулятор будет серьезным конкурентом. Ведь он так же доступен, как и линейка, может сделать все, что делает она, причем гораздо быстрее и точнее, а в обращении он, пожалуй, даже попроще.
      Но для нашего программируемого микрокалькулятора подобная работа — это, если можно так выразиться, езда на велосипеде с моторчиком без использования моторчика. «Моторчик» ПМК — это способность работать по введенной в него программе. Именно она делает его вполне конкурентоспособным с «мотоциклами» — персональными ЭВМ, и даже с более серьезными вычислительными «автомобилями» и «самолетами». При езде на небольшие расстояния, или, переходя с языка образов на обычный, при решении небольших численных задач, он даже удобнее.
      Кроме того, по мере развития технологии возможности микрокалькуляторов будут возрастать. Шире станет набор команд, появится возможность работать не только с числами, но и с символами, программировать как в командах, так и на алгоритмических языках высокого уровня. И все это, естественно, без существенного подорожания калькуляторов и усложнения работы с ними, а может быть, даже наоборот.
      И еще: мы считаем, что опыт работы с микрокалькулятором пригодится и тем, кто решит перейти к более мощным типам вычислительных устройств. Ведь этапы решения научно-технических задач с помощью ЭВМ не зависят от типов машин. Умение правильно ставить задачу, давать ей четкую математическую формулировку, выбирать оптимальный алгоритм ее решения и составлять его блок-схему необходимо всем, кто имеет дело с вычислительной техникой.
      Что же касается борьбы за лаконичность и быстродействие программ, то хотя эти вопросы для больших ЭВМ не стоят столь остро, как для их микрособратьев, опыт такой борьбы не бесполезен. Чем больше возможности машины, тем более сложные задачи захочется решать на ней, и всегда найдутся проблемы, для решения которых даже самая большая ЭВМ окажется малой. И здесь-то очень пригодятся навыки работы с микрокалькулятором, умение укладывать программы на прокрустово ложе его памяти. Во всяком случае, заметим в заключение, человек, освоивший микрокалькулятор, станет увереннее осваивать любую другую ЭВМ.