Grafik hesap makinesi - Graphing calculator

Aynı adı taşıyan yazılım aracı için bkz. NuCalc .

Texas Instruments'tan tipik bir grafik hesap makinesi

Bir grafik hesaplayıcı (aynı zamanda bir grafik hesap veya grafik görüntü hesaplama ) a, el bilgisayarı çizilmesi edebilen grafikler , çözme eş zamanlı denklem , ve diğer görevleri yerine değişken . En popüler grafik hesap makineleri de programlanabilir ve bu nedenle olarak kabul olan programlanabilir hesap makineleri kullanıcı genellikle bilimsel, mühendislik ve eğitim uygulamaları için özel programlar oluşturmak için izin. Standart dört işlemli el hesap makinelerine kıyasla büyük ekranları olduğundan, grafik hesap makineleri aynı zamanda tipik olarak birkaç satır metin ve hesaplamayı da görüntüler.

Tarih

Casio fx-7000G ; Dünyanın ilk grafik hesap makinesi

Erken bir "grafik hesap makinesi" 1921'de tasarlandı ve 1925'te elektrik mühendisi Edith Clarke tarafından patenti alındı . Hesaplayıcı, elektrik hattı iletimi ile ilgili sorunları çözmek için kullanıldı.

Casio , 1985'te piyasada bulunan ilk grafik hesap makinesi olan fx-7000G'yi üretti . Casio'nun yenilikleri arasında işlevlere kolay erişim için bir simge menüsü (1994, FX-7700GE ve sonrası), çeşitli renklerde grafikler (1995, CFX-9800G), ders kitabı benzeri "Natural Display" giriş ve çıkışı (2004, FX-82ES/300ES & FX-9860G), genişletilebilir bellek (2005, FX-9860SD), arkadan aydınlatmalı ekran (2006, FX-9860G Slim), tam renkli, yüksek çözünürlüklü arkadan aydınlatmalı ekran (2010, FX-CG10/CG20 PRIZM).

Sharp, 1986'da ilk grafik hesap makinesi olan EL-5200'ü üretti. O zamandan beri Sharp'ın yenilikleri arasında dokunmatik ekranlı (EL9600 serisi), Denklem Düzenleyici (ders kitabı benzeri giriş) (EL-9300 ( 1992 ) ve sonrası) ve ters çevrilebilir modeller yer alıyor. öğrenmeyi kolaylaştırmak için klavye (bir taraf temel işlevlere, diğer taraf ek işlevlere sahiptir) (Mart 2005, EL-9900).

Hewlett Packard , HP-28C biçiminde izledi . Bunu HP-28S (1988), HP-48SX (1990), HP-48S (1991) ve diğer birçok model izledi . HP 50g (2006) veya HP Prime (2013) gibi modeller, sembolik ifadeleri manipüle etme ve analitik çözme yeteneğine sahip bir bilgisayar cebir sistemine (CAS) sahiptir. Sıra dışı ve güçlü bir CAS "hesap makinesi", Maple V sembolik motorunu çalıştıran , artık kullanılmayan 2001 yılı Casio Cassiopeia A-10 ve A-11 (flip top) kalemle çalışan PDA'lardır . HP-28 ve -48 serileri öncelikle profesyonel bilim/mühendislik pazarlarına yönelikti; HP-38/39/40 lise/üniversite eğitim pazarında satıldı; HP-49 serisi ise her seviyeden hem eğitim hem de profesyonel müşterilere hitap ediyor. HP grafik hesap makineleri serisi, en iyi Ters Polonya notasyonu (RPN) / Ters Polonya Lisp (RPL) arayüzü ile bilinir , ancak HP-49G standart bir ifade giriş arayüzü de sunmuştur .

Texas Instruments , 1990'dan beri ilki TI-81 olan grafik hesap makineleri üretti . TI-82 , TI-83 serisi ve TI-84 serisi gibi daha fazla bellek, daha hızlı işlemciler ve USB bağlantısı eklenmesiyle bazı yeni hesap makineleri benzerdir . 10-14 yaş arası öğrenciler için uygun olacak şekilde tasarlanmış diğer modeller TI-80 ve TI-73'tür . Diğer TI grafik hesaplayıcıları, yani TI-85 , TI-86 , TI-89 serisi ve TI-92 serisi (TI-92, TI-92 Plus ve Voyage 200 ) hesap için uygun olacak şekilde tasarlanmıştır . TI, TI-89, TI-Nspire CAS ve TI-92 serisi hesap makinelerinde bir CAS sunar . TI hesaplayıcıları özellikle eğitim piyasasına yöneliktir, ancak aynı zamanda genel halk tarafından da yaygın olarak kullanılabilir.

Özellikleri

Bilgisayar cebir sistemleri

Bazı grafik hesap makinelerinin bir bilgisayar cebir sistemi (CAS) vardır, bu da sembolik sonuçlar üretebilecekleri anlamına gelir. Bu hesap makineleri, cebirsel ifadeleri manipüle edebilir, faktör, genişletme ve basitleştirme gibi işlemleri gerçekleştirebilir. Ayrıca, sayısal yaklaşımlar olmaksızın kesin biçimde cevaplar verebilirler. Bilgisayar cebir sistemine sahip hesap makinelerine sembolik veya CAS hesap makineleri denir . Sembolik hesap makinelerinin örnekleri arasında HP 50g , HP Prime , TI-89 , TI-Nspire CAS ve TI-Nspire CX CAS ve Casio ClassPad serisi sayılabilir .

Laboratuvar kullanımı

Elektronik termometreler, pH göstergeleri, hava durumu cihazları, desibel ve ışık ölçerler, ivmeölçerler ve diğer sensörler gibi cihazlara birçok grafik hesaplayıcı eklenebilir ve bu nedenle veri kaydediciler ve ayrıca WiFi veya izleme, yoklama ve etkileşim için diğer iletişim modülleri olarak işlev görür. öğretmen. Bu tür cihazlardan gelen verilerle yapılan öğrenci laboratuvarı çalışmaları, matematik, özellikle istatistik ve mekanik öğrenimini geliştirir.

Oyunlar ve yardımcı programlar

Tetris oyunu bir TI-83 Plus'ta oynanıyor.
Grafik hesaplayıcılar bazen oyun oynamak için kullanılır .

Grafik hesap makineleri tipik olarak kullanıcı tarafından programlanabilir olduğundan, en popüler platformlarda oldukça büyük bir kullanıcı tarafından oluşturulan oyun yazılımı gövdesiyle, yardımcı programlar ve hesap makinesi oyunları için de yaygın olarak kullanılırlar . Oyunlar ve yardımcı programlar oluşturma yeteneği , bazı durumlarda hesap makinelerinin montaj dili kullanılarak oluşturulmuş programlar sunabilen hesap makinesi uygulama sitelerinin (örneğin, Cemetech ) oluşturulmasını teşvik etmiştir . Elde taşınan oyun cihazları benzer bir fiyat aralığında yer alsa da, grafik hesap makineleri matematik tabanlı oyunlar için üstün matematik programlama yeteneği sunar. Bununla birlikte, geliştiriciler ve araştırmacılar, analistler ve oyuncular gibi ileri düzey kullanıcılar için, ister güçlü oyun ister yayınlanan veri sayfası ve programlama dilinin ötesindeki yeteneklerin kullanılması olsun, donanım yazılımı değişiklikleri içeren üçüncü taraf yazılım geliştirme, üreticiler ve eğitim yetkilileri arasında olabileceği gibi tartışmalı bir konudur. Bu cihazların hedeflendiği standart lise ve üniversite sınavlarında haksız hesap makinesi kullanımını teşvik etmek.

Eğitimde grafik hesap makineleri

TI-89 Titanyum, Sembolik Manipülasyon yapabilen, Bilgisayar Cebir Sistemi (CAS)
  • Kuzey Amerika – lise matematik öğretmenleri, öğrencilerinin sınıfta grafik hesaplayıcıları kullanmasına izin verir ve hatta onları teşvik eder. Bazı durumlarda (özellikle matematik derslerinde) zorunludurlar . Ancak, bazı okullarda bu hesap makinelerine özellikle testler ve sınavlar sırasında ( Calculus kursları dahil ) izin verilmez . Bazıları, tam periyodik tabloları içerme kapasiteleri nedeniyle kimya veya fizik gibi belirli sınıflarda izin verilmez .
  • College Board of the United States – AP ve SAT sınavlarınınbazı bölümleri için QWERTY stili klavyesiolmayançoğu grafik veya CAS hesap makinesininkullanımına izin verir, ancak ACT sınavı ve IB okulları bilgisayarlı hesap makinelerinin kullanımına izin vermez cebir sistemleri.
  • Birleşik Krallık – A seviyesi matematik kursları için bir grafik hesap makinesine izin verilir , ancak bunlar zorunlu değildir ve sınavlar genel olarak 'hesap makinesinden bağımsız' olacak şekilde tasarlanmıştır. Benzer şekilde, GCSE'de mevcut tüm dersler, herhangi bir türde hesap makinesinin kullanılamadığı bir kağıt içerir, ancak öğrencilerin diğer kağıtlar için grafik hesaplayıcıları kullanmasına izin verilir. GCSE'de grafik hesap makinelerinin kullanımı yaygın değildir ve maliyet olası bir faktördür. A düzeyi veya GCSE için CAS kullanımına izin verilmez . İskoç SQA, matematik sınavlarında grafik hesap makinelerinin kullanılmasına izin verir (sadece hesap makinesi olmayan kağıt 1 hariç), ancak bunlar sınavlardan önce gözetmenler tarafından kontrol edilmeli veya belirli işlevler / bilgiler eksik olduğundan sınav merkezi tarafından dağıtılmalıdır. sınavda hesap makinesinde saklanmasına izin verilir. SQA sınavlarında grafik hesap makinesi tercih edilmez ve tam not için çalışılması gerektiği için bu sınavları kullanmayan adaylara göre önemli bir avantaj sağlamaz.
  • Finlandiya ve Slovenya – ve diğer bazı ülkelerde, tamamlama sınavında sembolik hesaplama ( CAS ) veya 3D grafik özellikleri olan hesap makinelerinin kullanılması yasaktır . Ancak bu, Finlandiya örneğinde değişti, çünkü 2012 baharından itibaren sembolik hesap makinelerine izin verildi.
  • Norveç - IR bağlantıları gibi kablosuz iletişim özelliklerine sahip hesap makineleri bazı teknik üniversitelerde yasaklanmıştır.
  • Avustralya – politikalar eyaletten eyalete değişir.
    • Victoria – VCE , matematik sınavlarına uygun olarak onaylanmış hesaplayıcıları belirtir. Daha Fazla Matematik için onaylı bir grafik hesap makinesi (örneğin TI-83 / 84 , Casio 9860 , HP-39G ) veya CAS (örneğin TI-89 , ClassPad serisi , HP-40G ) kullanılabilir. Matematiksel Yöntemler (CAS), kısa cevaplı ve bazı genişletilmiş cevaplı sorulardan oluşan, teknoloji içermeyen bir sınava sahiptir. Daha sonra ayrıca genişletilmiş yanıt ve çoktan seçmeli sorulardan oluşan teknoloji-aktif bir incelemeye sahiptir: CAS, Matematiksel Yöntemler (CAS) için varsayılan teknolojidir. Uzman Matematik, teknoloji içermeyen bir sınava ve onaylanmış bir grafik hesap makinesinin veya CAS'ın kullanılabileceği teknoloji etkin bir sınava sahiptir. Hesap makinesi hafızalarının silinmesi gerekli değildir. Fizik ve Kimya gibi derslerde öğrencilere yalnızca standart bir bilimsel hesap makinesine izin verilir.
    • Batı Avustralya – Matematikteki tüm yükseköğretim giriş sınavları , öğrencinin bir grafik hesap makinesine sahip olduğunu varsayan bir hesap makinesi bölümü içerir; CAS özellikli hesap makinelerine de izin verilir. Fizik, Kimya ve Muhasebe gibi derslerde sadece programlanamayan hesap makinelerine izin verilir.
    • New South Wales – General Mathematics Higher School Certificate sınavı için grafik hesaplayıcılara izin verilir , ancak daha yüksek seviyeli Matematik derslerinde izin verilmez.
  • Çin - Yalnızca Şanghay Koleji Giriş Sınavı, grafik ve hafıza olmadan hesap makinelerinin kullanılmasına izin verir. Şanghay hariç, diğer iller ve şehirler hesap makinesi kullanımına izin vermemektedir, bu nedenle Çin'in çoğu yerinde hesap makineleri genel olarak ilk ve orta öğretimde yasaklanmıştır.
  • Hindistan - İlk ve orta öğretimde hesap makineleri yasaktır. (ICSE, Casio fx-82MS'ye veya 12. kartlarda eşdeğer bilimsel hesap makinesine izin verir). Üniversite diploması ve diploma derslerinin sınavlarda izin verilen hesap makinesi modellerinin kullanımına ilişkin kendi kuralları vardır. Online GATE sınavlarında adaylara sanal bir bilimsel hesap makinesi sunulur; herhangi bir tür fiziksel hesap makinesine izin verilmez.
  • Yeni Zelanda – Yüksek düzeyde cebirsel işleme kabiliyetine sahip olduğu belirlenen hesap makinelerinin , bir standart veya konu reçetesi tarafından özel olarak izin verilmediği sürece NCEA sınavlarında kullanılması yasaktır . Buna TI-89 serisi [1] gibi hesap makineleri dahildir .
  • Türkiye - IB ve Amerikan okulları hariç tüm ilköğretim ve liselerde her türlü hesap makinesi yasaktır.
  • Singapur – ortaokullarda grafik hesaplayıcılar kullanılır; GCE 'A' Seviyelerinin Matematik ödevinde zorunludur ve çoğu okul TI-84 Plus veya TI-84 Plus Silver Edition'ı kullanır .
  • Hollanda – lise öğrencileri, son üç yıllarında testler ve sınavlar sırasında grafik hesap makinesi kullanmak zorundadır. Çoğu öğrenci TI-83 Plus veya TI-84 Plus kullanır , ancak Casio fx-9860G ve HP-39G dahil olmak üzere diğer grafik hesap makinelerine izin verilir . Grafik hesap makinelerinin testler sırasında normal hesap makineleri yerine neredeyse her zaman kullanılmasına izin verilir, bu da bazen hile sayfalarının forehand olarak yapılmasına ve test bağlantı kabloları kullanılarak test başlamadan önce değiştirilmesine neden olur.
  • İsrail – Bagrut (İngiliz A-Levels eşdeğeri) matematik sınavında programlanabilir hesap makinelerine ek olarak grafik hesap makinelerinin kullanılması yasaktır . Üniversite diploması ve diploma derslerinin, sınavlarda hesap makinesinin kullanımına ve izin verilen modellerine ilişkin kendi kuralları vardır.

Programlama

Grafik çizen hesap makinelerinin çoğu, bazı grafiksel olmayan bilimsel hesap makineleri ve programcı hesap makinelerinin yanı sıra, karmaşık ve sık kullanılan hesaplama dizilerini ve klavyeden erişilemeyen hesaplamaları otomatikleştirmek için programlanabilir.

Gerçek programlama genellikle bir bilgisayarda yapılabilir ve daha sonra hesap makinelerine yüklenebilir. Bunun için en yaygın araçlar, verilen hesap makinesi için PC bağlantı kablosu ve yazılımı, yapılandırılabilir metin düzenleyicileri veya altıgen düzenleyicileri ve aşağıda belirtilen çeşitli dillerin bilgisayar tarafında uygulanması gibi özel programlama araçlarını içerir.

Daha önceki hesap makineleri, programları manyetik kartlara ve benzerlerine depolardı; artan bellek kapasitesi, hesap makinesinde depolamayı en yaygın uygulama haline getirdi. Daha yeni makinelerden bazıları hafıza kartlarını da kullanabilir.

Birçok grafik ve bilimsel hesap makinesi, metinsel programlama öğelerini kısa sayısal belirteçlerle değiştirerek program metnini belirtecektir. Örneğin, bu TI-BASIC kod satırını alın: Disp [A] . Geleneksel bir programlama dilinde, bu kod satırı dokuz karakter uzunluğunda olur (sekiz satırsonu karakteri içermez). Grafik çizen bir hesap makinesi kadar yavaş bir sistem için bu, yorumlanmış bir dil için fazla verimsizdir . Program hızını ve kodlama verimliliğini artırmak için yukarıdaki kod satırı yalnızca üç karakter olacaktır. "Disp_" tek karakter, "[A]" tek karakter ve yeni satır karakteri. Bu normalde, tek baytlık karakterlerin standart ASCII grafiğini sorgulayacağı, iki baytlık karakterlerin (örneğin Disp_) tek baytlık karakterlerden oluşan bir grafik dizi oluşturacağı, ancak iki baytlık karakteri program belleğinde tutacağı anlamına gelir. Birçok grafik hesap makinesi, bilgisayarlar gibi çalışır ve 7-bit, 8-bit veya 9-bit ASCII'den türetilmiş karakter kümelerinin ve hatta UTF-8 ve Unicode sürümlerini kullanır . Birçoğunun Windows'taki karakter haritasına benzer bir aracı var .

Ayrıca chr$, chr, char, asc ve benzeri gibi BASIC benzeri fonksiyonlara da sahiptirler ve bu bazen daha çok Pascal veya C benzeri olabilir. Bir örnek , bir karakterin kodunu, yani karakterin makinenin harmanlama sırasındaki konumunu döndürmek için birçok Temel varyantın asc yerine Pascal'da olduğu gibi ord kullanımı olabilir .

Hesap makinesini bir bilgisayara bağlayan bir kablo ve/veya IrDA alıcı-verici, işlemi kolaylaştırır ve yerleşik hesap tablosu, veritabanı, grafikler ve kelime işlem programları gibi diğer olasılıkları genişletir. İkinci seçenek, hesap makinesinin kendisinde bulunan programları kodlayabilmektir. Bu seçenek, hesap makinesinin varsayılan özellik setine veya isteğe bağlı öğeler olarak tam ekran metin düzenleyicilerin ve diğer programlama araçlarının dahil edilmesiyle kolaylaştırılır. Bazı hesap makinelerinde QWERTY klavyeler bulunur ve diğerleri, normal bir 102 tuşlu bilgisayar klavyesinin boyutuna yakın olabilen harici bir klavyeye takılabilir. Programlama, hesap makinelerini bilgisayarlara bağlamak için kullanılan yazılım ve kablolar için önemli bir kullanımdır.

Hesap makineleri için kullanılan en yaygın programlama dilleri, tuş vuruşu-makro dillerine ve BASIC türevlerine benzer . Sonuncusu, karakter ve dizi işleme, gelişmiş koşullu ve dallanma ifadeleri, ses, grafikler ve tabii ki büyük matematik, dizi, bit spektrumu dahil daha fazlasını içeren - bilgisayarlarda olduğu gibi BASIC'inkine yaklaşan - geniş bir özellik kümesine sahip olabilir. -manipülasyon, sayı tabanı, G/Ç ve makinede yerleşik grafik işlevleri.

Programlama hesaplayıcıları için diller tüm ana gruplara girer, yani makine kodu, düşük seviye, orta seviye, sistemler ve uygulama programlama için yüksek seviye diller, komut dosyası, makro ve yapıştırıcı diller, prosedürel, işlevsel, zorunlu &. nesne yönelimli programlama bazı durumlarda elde edilebilir.

Bir bilgisayara bağlanabilen çoğu hesap makinesi, bazı hesap makinelerinde bu yalnızca açıklardan yararlanma yoluyla mümkün olsa da, montaj dilinde ve makine kodunda programlanabilir. En yaygın montaj ve makine dilleri içindir TMS9900 , SH-3 , Zilog Z80 ve çeşitli Motorola yongaları (örneğin, bir tadil edilmiş 68000 (hepsi değil) çok bir ölçüde değiştirilmiş olmasına rağmen makinelerin ana işlemciler olarak hizmet eden) kendi başka yerde kullanın. Bazı üreticiler, makinelerinin montaj dili programlamasını belgelemez ve hatta hafifçe caydırır, çünkü programı PC'de bir araya getirerek ve daha sonra çeşitli doğaçlama yöntemlerle hesap makinesine zorlayarak bu şekilde programlanmaları gerekir.

Diğer yerleşik programlama dilleri, amaca yönelik dilleri, Eiffel , Forth ve Lisp'in türevlerini ve bilgisayarlardaki toplu/kabuk programlamaya ve diğer tutkal dillerine benzer ancak genellikle tam özellikli olmayan Komut Dosyası olanaklarını içerir . BBC BASIC gibi diğer dillerin bağlantı noktaları ve Fortran , REXX , AWK , Perl , Unix kabukları (örneğin, bash , zsh ), diğer kabuklar ( DOS / Windows 9x , OS/2 , ve Windows NT ailesi kabukları için yerleşik yorumlayıcıların geliştirilmesi ) yanı ilişkili olarak 4DOS , 4NT ve 4OS2 yanı sıra DCL ), COBOL , C , Python , Tcl , Pascal , Delphi , ALGOL ve diğer dillerin gelişim çeşitli düzeylerde bulunmaktadır.

Bazı hesap makineleri, özellikle diğer PDA benzeri işlevlere sahip olanlar, daha yeni makineleri için TI'ye özel işletim sistemi, DOS , Windows CE ve nadiren Windows NT 4.0 Embedded et seq ve Linux dahil olmak üzere gerçek işletim sistemlerine sahiptir . İle yapılan deneyler TI-89 , TI-92 , TI-92 artı ve Yolculuk 200 makineleri gibi bazı diğer sistemlerin varyantlarını montajım gösteren bir kıyılmış aşağı varyantı CP / M-68 K , kullanılmış olan bir işletim sistemi Geçmişteki taşınabilir cihazlar için.

Hesaplayıcıları C/C++ ve muhtemelen Fortran ve montaj dilinde programlamaya izin veren araçlar, bilgisayar tarafında HPGCC , TIGCC ve diğerleri gibi kullanılmaktadır. Flash bellek, hesap makinesine ve hesap makinesinden bilgi aktarmanın başka bir yoludur.

TI grafik hesap makinelerinde yerleşik BASIC varyantları ve HP-48 tipi hesap makinelerinde bulunan diller , genellikle bir bilgisayar yakınınızda olmadığında geliştiriciler, profesörler ve öğrenciler tarafından hızlı prototipleme için kullanılabilir.

Çoğu grafik hesap makinesi, genellikle bilgisayar tarafında Microsoft Excel ile entegre olan yerleşik elektronik tablolara sahiptir. Şu anda, hesaplayıcı tarafında makro ve diğer otomasyon olanaklarına sahip elektronik tablolar piyasada yok. Bazı durumlarda, liste, matris ve veri ızgarası olanakları, bir makro ve komut dosyası oluşturma özellikli elektronik tablo etkisine sahip olmak için hesap makinesinin yerel programlama dili ile birleştirilebilir.

Ayrıca bakınız

Referanslar

daha fazla okuma

  • Dick, Thomas P. (1996). Bir Oyuncaktan Çok Daha Fazlası. Ortaokul Matematikte Grafik Hesap Makineleri. P. Gómez ve B. Waits'te (Ed.), Roller of Calculators in the Classroom, s. 31–46). Una Empresa Docente.
  • Ellington, AJ (2003). Üniversite öncesi matematik derslerinde hesap makinelerinin öğrencilerin başarı ve tutum düzeylerine etkilerinin bir meta-analizi. Matematik Eğitiminde Araştırma Dergisi. 34(5), 433-463.
  • Heller, JL, Curtis, DA, Jaffe, R. ve Verboncoeur, CJ (2005). Elde taşınan grafik hesap makinesi kullanımının cebir 1'deki öğrenci başarısı üzerindeki etkisi: Heller Research Associates.
  • Khoju, M., Jaciw, A. ve Miller, GI (2005). K-12 matematik başarısında grafik hesap makinelerinin etkinliği: Sistematik bir inceleme. Palo Alto, CA: Ampirik Eğitim, Inc.
  • Ulusal Eğitim İstatistikleri Merkezi. (2001). Ülkenin karnesi: Matematik 2000. (No. NCES 2001-571). Washington DC: ABD Eğitim Bakanlığı.