Elektronika

Elektronika (vene Електроника) kalkulaatorid olid Nõukogude Liidus matemaatikatehete sooritamiseks valmistatud seadmed, mille tootmist alustati 1973. aastal Moskva tehases Angstrem. Praegu kasutab Venemaa Föderatsioonis sama brändinime Novosibirskis asuv tehas, mis toodab Elektronika-seerias peale mõningate kalkulaatorimudelite ka teaduslikku mõõteaparatuuri. Esimeseks teadaolevaks laiatarbekalkulaatoriks kirjeldatavas temaatikas võib lugeda kalkulaatorit Elektronika B3-04. Selle ideoloogiliseks alguseks oli august 1973, mil Nõukogude Liidu tehnoloogiatööstuse autoriteedid seadsid eesmärgiks luua viie kuu jooksul mikroprotsessoril ja LCD-l põhineva väikesemõõdulise kalkulaatori, mida võiks toota seeriatootmises. Sellele eesmärgile pühendus otseselt 27 spetsialisti, kes ehitasid järgnenud kuude jooksul valmis kalkulaatori Elektronika B3-04, alustades skitseeringutest ja lõpetades töötava prototüübiga. Arvestades transistoride ajastu algusperioodi, oli püstitatud eesmärk tehnoloogiliselt komplitseeritud – alustades tootmisprotsessi juurde kuuluva tehnika väljaarendamisega, ehitati keskse detailina valmis protsessori kristallelement suurusega 5×5 mm, millesse suudeti mahutada 3400 transistori. Sealjuures kasutati lausintegreerimise meetodit (inglise: Large Scale Integration ehk LSI). Juba 1974. aasta alguses algas "elektroonseks päkapikuks" ristitud kalkulaatori Elektronika B3-04 laiatarbemüük. Vastavalt nn nõukogude nomenklatuuripoliitikale fikseeriti seadme lõplikuks müügihinnaks 220 rubla. Praegu pole teada, kui palju on Elektronika kalkulaatorite tehnoloogias Nõukogude Liidu autentsust või plagiaati. Konkreetselt "B3-04" on suure tõenäosusega siiski kopeeritud idee, mis baseerub jaapanlaste juba 1973. aastal loodud kalkulaatoril SHARP EL-805. Ühiseid jooni nende kahe seadme vahel leiab mitmes aspektis – sarnased on ergonoomilised omadused, klaviatuuri paigutus, loogikaplaadi disain. Kalkulaatori ekraani puhul on tegemist vedelkristallide tehnoloogiaga (inglise: Liquid Crystal Display ehk LCD), konkreetsemalt COS-LCD-ekraaniga, mida firma SHARP hakkas kasutama juba mõnda aega varem. Akronüüm COS (inglise Crystal on Substrate) tähistab siinkohal meetodit, kus numbreid kuvav klaasist ekraan on paigutatud eraldi detailina omakorda klaasist loogikaplaadile, mis tervikuna toimib elektrivoolu juhtiva elemendina. Selle tehnoloogiliselt keerulisem ülesehitus ja suurem finantskulu andis hilisemate kalkulaatorite tarbeks tõuke eraldi kapslilaadse LCD-ekraani loomisele, mis joodeti vastupidavamale plastist loogikaplaadile. Toiteallikana kasutas see kalkulaator tänapäevase AA-tüüpi 1,5 V patareiga praktiliselt ekvivalentset vooluelementi A316. Mõõtmed: 118×78×20 mm, kaal ligikaudu 200 g. Funktsionaalsuse baasiks on piltide järgi tuvastatavad neli mikroskeemi: mikroprotsessor К145ИП1 (K145IP1), andmeregister К145АП1 (K145AP1), indikaatorite juhtplokk К145ПП1 (K145PP1) ja operatsiooniregister К145ИП2 (K145IP2). Kalkulaatori klaviatuur koosneb 17 klahvist. Aparaadiga saab sooritada nelja aritmeetika põhitehet (korrutamine, jagamine, liitmine ja lahutamine), kuid seda mõningase erinevusega tänapäevaste kalkulaatoritega. Põhiliseks erinevuseks on tehete järjekord – B3-04 seda ei arvestanud. Selgituseks on konkreetne näide: arvutades 2+3*4, antakse vastuseks 20, kuigi korrektne vastus oleks 14. Samuti tuleb liitmis- ja lahutamistehete osas arvestada asjaoluga, et süsteem tegeleb vaikimisi ainult liitmisega, mistõttu tehete sooritamisel on vaja klahvide abil fikseerida, kas arv on positiivne või negatiivne. Mudelit Elektronika B3-18 hakati tootma 1976. aasta alguses. Seda loetakse esimeseks nn inseneride mikrokalkulaatoriks, millel on tänapäevastele kalkulaatoritele omaseid primaarseid ja sekundaarseid funktsioone. Nende omavaheliseks ümberlülituseks on mõeldud F-nupp (inglise function, vene функция). Kalkulaatorite, sh ka Elektronika B3-18 mudeli edasine areng kätkes endas laiendatud funktsionaalsust – arvutusseade oskas lisaks aritmeetika põhitehetele veel astendada, juurida, leida pöördväärtusi, naturaal- ja kümnendlogaritme ning trigonomeetriliste ja arkusfunktsioonide väärtusi. Seadmega kaasas olnud juhendist on võimalik lugeda, et kalkulaator valmistati eelkõige Nõukogude Liidu üldhariduskoolide vanemate klasside õppeprotsessi parandamise ja täiendamise eesmärgil. Seadet tutvustavast bukletist on võetud eeltoodud fakti kinnitav tsitaat: "… töö algas alles 1976/77. õppeaasta III veerandil. Seni polnud koolides arvuteid lihtsalt olemas.". Kalkulaatori klaviatuur koosneb 20 arvutusteks ette nähtud klahvist, kaheks lisaklahviks on seadme lülitusnupp ning radiaan- ja kraadimõõdustiku seadmisnupp. Ekraani osas on LCD-lt mindud üle vaakumfluorestsentstorule, mis võimaldab kuvada kuni 8 sümbolit. Toitena kasutab arvuti kahte võimalust: vastava adapteri abil vahelduvvooluvõrku ja nelja AA-laadse patarei baasil sisetoidet. Kõnealusest kalkulaatorist tehti mitu edasiarendust (mudelid B3-18A ja B3-18M), mille käigus muudeti vähesel määral seadme gabariite ja värvitooni ning patareide osas mindi üle tüübile Д-0.55C (D-0.55S), mis lääne tehnoloogiates on tõenäoliselt tundmatu ja ebastandardne lahendus. Viimast kutsuti selle välimuse pärast ka "maamiiniks". Kirjutise autor on mitmete baasmudelite edasiarenduste puhul täheldanud ka patareitoite võimaluse kadumist, mis teoreetiliselt võis tähendada, et teatud seadmetüüpe kasutati rohkem statsionaarsetena (nt kontoritöö). See vihjab omakorda kalkulaatorite defitsiitsusele, seda iseloomustab ka seadme märkimisväärne omahind, mis mudeli B3-18 puhul oli fikseeritult 220 rubla. Kalkulaatori põhielemendiks on juhitav mikroskeem (protsessor) К145ИП7П (K145IP7P). Visuaalsel vaatlusel ei ole loogikaelementidest rohkem detaile eristatavad, mistõttu võib järeldada, et operatsiooniregister ja mälu on integreeritud ühtsesse protsessorikivisse. Hoolimata kalkulaatori metoodilisest võimekusest, vajab seegi isend kasutajapoolset sekkumist isegi tehete järjekorraga arvestamisel. Olgu konkreetseks näiteks vaja arvutada avaldise 345 * 25 – 2396 väärtus. Selle leidmiseks tuleb kõigepealt lasta arvutil leida korrutise väärtus – sisestada korrutustehe ja anda nupu ZAP (vene спасать, eesti 'salvestama') abil käsk, mille tulemusena salvestatakse korrutise väärtus mällu. Lahutades viimasest tulemusest arvu 2396, viiakse vahetulemus koos korrutisega mällu, pärast mida tuleb nupu IP (vene из памяти, eesti 'mälust välja') abil lõpptulemus ekraanile kuvada. Tehet kui tervikut ei ole võimalik ekraanil vahetult näha – vastavalt tehete arvule võetakse kasutusse nii mitu registrit, kui on tehteid. Vahetulemuste mälust väljatoomisel pidi kasutaja sisuliselt meeles pidama või üles kirjutama, milline tehe millisele operatsioonile vastab. Hilisemates programmeeritavate tsüklitega kalkulaatorites muutus ülestähenduste tegemine paberkandjale oluliselt aktuaalsemaks. (Selle tõestuseks on eri kalkulaatorite puhul leitud kaasasolevate aksessuaaride hulgast hulganisti käsikirjalisi arvutusi.) Elektronika B3-34 tulekuga 1970. aastate lõpul algas programmeeritavate kalkulaatorite populaarsuse tõus. Kuna kalkulaator oli mõõtmetelt väike, kuid samas võimalusterohke, kasutati seda ka abivahendina teadustöö tegemisel. Aastate jooksul on sellele kalkulaatorile programmeeritud nii analüütilisi matemaatikaprogramme kui ka fiktiivsemaid arvutimängulaadseid algoritme. Kalkulaatori üheks omapäraks on võrdusmärki tähistava klahvi puudumine. Võrdusmärgi kasutamine klassikalises algebras tähendab autonoomsete tehete puhul vahetulemuste nähtavakstegemist. Antud süsteem aga eeldab, et arvutikasutaja vajab oma töös oluliselt rohkemat kui vaid üksikut tehet, mistõttu salvestatakse vahetulemused pidevalt kalkulaatori mälusse. Seadme kasutusõpetus nimetab arvutis kasutatavat süsteemi sulgudeta pöördkirjeks ehk poola loogikaks, tulenevalt poola matemaatiku Jan Lukasiewiczi nimest. See võimaldab eelkõige elementaararvutusi teha ilma vahepealse protsessi katkemiseta, teisisõnu – tehete järjekorda saab lihtsasti arvestada juba eelnevalt salvestatud tehete vastuseid kasutades. Ekraaniks on luminestsentsdioodidega roheline element, mis saab maksimaalselt kuvada 12 sümbolit, sealhulgas peale numbrite ka alfabeetilisi sümboleid. Klaviatuur koosneb konkreetsel seadmel 30 klahvist, lisaks on nupp seadme sisse-väljalülituseks ning radiaan- ja kraadimõõdustikuga opereerimiseks. Kõikidel klahvidel on põhi- ja lisafunktsioon, üks rida klaviatuurist (5 klahvi) omab kokku kolme funktsiooni kasutamise võimalust. Mõõtmed: 100×185×46 mm, kaal ligikaudu 400 g, korpusel oli kirjas hind 120 rubla. Toitena kasutab kalkulaator alaldi abil vahelduvvoolu või kaht patareielementi Д-0.55C (D-0.55S). Kuigi kalkulaatori sisseehitatud funktsioonide valik on üpris lai, omab see suurimat kasutegurit eriotstarbeliste algoritmide koostamisel. Olgu näiteks ühe polünoomi y(x) = A * xˇ2 + B * eˇx / C * sqrt(x) arvutamine eeldusel, et konstantide väärtused on rohkete komakohtadega kümnendmurrud. Need on võimalik salvestada vastavate klahvide abil erinevatesse registritesse (A, B ja C) hilisemate korduvsisestamiste vältimiseks. Arvestades seda, et konkreetse seadme salvestatavate käskude hulk on ligikaudu 100, võib vajadusel konstante võtta ka suuremal hulgal. Lisaks on võimalik kasutada ka suurel hulgal erinevaid polünoome, nende väärtusi liita, ekstrapoleerida jne. Eespool toodud näite puhul kirjeldab operatsioone järgnev tabel: Siinkohal võib tabeli esimeses veerus olevat numbrikoodi lugeda literaalselt järjekorranumbriks. Sellele vastavaid käske aga antud polünoomist algoritmskeemi koostamise protseduuriks. Tülikas on siinkohal aga asjaolu, et argumendi väärtuse sisestamine eeldab tabeli kõikide 15 sisendi läbikäimist ning muutujale × väärtuse omistamist. Siit ka põhjus, miks leidub seadme kasutamise juures palju käsikirjalisi materjale arvutustehete kohta. Kalkulaatorit on võimalik kasutada näiteks ka determinandi, tükati määratud funktsioonide väärtuste leidmisel jne. Kaasaolevas juhendis on väga põhjalikult räägitud ka plokkskeemide tõlgendamisest – kalkulaator on võimeline oma registrite ulatuses salvestama tingimuslauseid ning nende direktiive. Kalkulaatorit Elektronika MK-85 võib pidada üht viimaseks Nõukogude Liidus valmistatud laiatarbekalkulaatoriks (ja küllaltki efektiivseks), mille esimene mudel valmis 1986. aastal. Sellest baasmudelist oli valmistatud ka täiustatud versioonid MK-85M ja MK-85B. Kalkulaatori ekraaniks on LCD-paneel, kus saab aktiivselt kuvada 12 tärki. Lisaks sellele on ekraani ülaosas kuvatavad lisasümbolid sisselülitatud funktsioonide tarbeks. Süsteem toetab programmeerimist BASIC-keeles. Klaviatuur koosneb kokku 54 sümbolist, mis on jagatud tähtede ja numbrite osaks. Integreeritud on mitu programmimoodulit erinevate toimingute tarbeks, sh tekstiredaktor ja programmiskripti kirjutamise liides. Salvestamist pakutakse välja 9 faili tarbeks, mida on võimalik klaviatuurilt otse käivitada. Toitena kasutab seade välise toitena spetsiaalset 6 W adapterit, sisemise toitena on võimalik rakendada 4 väikepatareid СЦ-0.18 (SC-0.18). Taas on tegu vaid Nõukogude Liidus valmistatud kuivelementidega, mis sarnanevad läänes (nt elektronkäekellades) kasutatavate nööppatareidega. Baasmudeli modifikatsioon 85M kätkes endas vaid muutmälu suurendamist – kui algsel versioonil oli seda 2 kB, siis edasiarendusel 8 kB. Lisaks võimaldas uuem versioon aadressiregistrite laiendust. 85B kohta käivat informatsiooni on limiteeritud kujul olemas artiklis, kus nimetatud versiooni kirjeldatakse kui panganduse eesmärgil kasutatavat kalkulaatorit. Slaavi täht Б tähistab sõna ванк, eesti 'pank'. Artiklis on mainitud, et 85B oli mõeldud aviiside (panga teatekirjade) šifreerimiseks, siis põhimõtteliselt oli tegu andmebaasi haldamise vahendiga. Nimetatud artiklis mainitakse fakti "Elektronika MK-85C" olemasolu kohta. Ladina täht C mudelinimes tähistab prefiksit "Crypto" (eesti 'krüpto, krüpteeritud'). Samas jäädakse seadme kirjelduse osas diplomaatiliseks. Parafraseerides artiklit: seade on mõeldud krüptoloogilise kaitse spetsiifilisemateks toiminguteks. Kirjeldatav kalkulaator võimaldas šifreerida ja dešifreerida 750 tärgi või 1500 šifrisümboli ulatuses. Selleks kasutati pikki (10ˇ100 varianti) ja lühikesi (10ˇ10 varianti) võtmeid, lisaks ka mittelineaarseid spetsiaalalgoritme, salvestatuna seadme püsimällu. Nimetatud artiklist pärineb ka kurioosne väide süsteemi võimekuse kohta. Tõlge kõlab järgmiselt: "Tootmisperioodil oli see [MK-85C] oma taktikalis-tehniliste ja krüptograafiliste omaduste poolest ainulaadne, omamata ühtegi sarnast analoogi kogu maailmas." Raamatus "The Training of Scout" (vene "Подготовка разведчика") kõneldakse seadmest, mille koodnimi tähendab asimuuti (vene Азимут, inglise Azimuth) ning mille all on mõeldud kaht konkreetset mudelit: Elektronika MK-85C ja Elektronika MK-95C. Selle kohta on lakooniliselt öeldud, et seade "võimaldab ühendusi kõikidesse sideliinidesse". Klaviatuur koosneb slaavi tähestikust, dubleerituna ka ladina tähestiku ulatuses, olemas on numbrisektsioon ja alamfunktsioonide lülitamise võimalused. Sisuliselt on tegu seadme baasmudeliga, millele on lisatud eespool nimetatud krüptograafilised erifunktsioonid. Mõõtmed: 72×165×12 mm, kaal 150 g (kehtib ka teiste baasmudeli variantide kohta). http://brumengo.narod.ru/museum/soviet_calc/b3_04.htm "Elektroonika aitab arvutada", M. Kovaljov, S. Švartsburd; Tallinn "Valgus" 1981 Programmeerimine programmeeritaval mikrokalkulaatoril "Elektroonika Б3–34", G. Slavin; Tallinn "Valgus" 1988 http://www.computer-museum.ru/histussr/mk_85_1.htm http://www.electronics.ru/files/article_pdf/0/article_617_924.pdf http://royallib.com/book/zarutskiy_f/podgotovka_razvedchika___sistema_spetsnaza_gru.html