A great little calculator : HP-15C

嘻嘻哈哈何厚铧 · 发表于 2021-2-2 10:57:14

本帖最后由嘻嘻哈哈何厚铧于 2021-2-2 11:04 编辑

1981年，惠普推出了旅行者系列（Voyager series ）计算器（通常也被称为10C系列计算器），一时间风靡世界。即使时至今日，该系列中的HP-12C（CP）仍在生产，可谓经久不衰。

旅行者系列计算器一共有五款，分别是：HP-10C（1982-1984）、HP-11C（1981-1989）、HP-12C（1981 年至今）、HP-15C（1982-1989 ，2011 ）和HP-16C（1982-1989）

旅行者系列

其中10C、11C、15C为科学计算器，12C为金融计算器、16C为程序员计算器。

而HP-15C则是科学计算器中功能最多、最为高端的一款。它于1982年7月发布，在外观上保持着旅行者系列一贯的小巧——它长128mm ，宽 79mm，高 15 mm（这是完美的衬衫口袋尺寸），净重113.4g。如果双手握住 HP-15C，便可以使用大拇指按键，加之RPN（逆波兰）输入逻辑一起，便可以实现非常快速的操作。

说明书、保修单、皮套与计算器

HP-15C的经典设计，外壳颜色，橙色和蓝色标签的辅助功能，清脆按键感觉（这种固体橡胶点击感被一些爱好者称作 ''haptic''）都使它完全成为一个真正的惠普设备。在80 年代，它作为美国工程师和科学家的杀手级科学计算器，常被放在衬衫的口袋里。

一则广告，彼时一台HP-15C计算器的价格为135$

HP-15C使用仅一行显示的七段式LCD屏幕，使用三节SR44纽扣电池进行供电，电压为1.5V，功率为25mW。麻雀虽小，五脏俱全。作为一款高端科学袖珍计算器，HP-15C在HP-34C（1979-1983）可编程、求根、求解定积分的功能基础上，又增加了复数和矩阵计算。

事实上，HP-15C在那个时代是一个令人难以置信的先进计算器，可以说它是惠普公司有史以来最好的计算器之一。

众多的高级功能以巧妙的方式进行包装，从旅行者系列的物理特性（超低功率损耗、实体的触感、极佳的键盘、清晰的显示器、最便携），到精确的算法（理论上这种算法是求解算术函数的最好办法），再到丰富的功能集（包括逻辑测试、复变中的双曲函数、统计学、伽马函数、组合、排列、随机数等），最后加上它极具前沿的高级功能（将复数完美集成到一个完整复杂的RPN堆栈、包含多矩阵和动态内存分配的矩阵运算和求解），无论是在80年代还是在现在看来，这一切都是难以置信的。

HP-15C的背面

HP-15C的拆机图

键盘布局方面，HP-15C和HP-11C拥有一样多的按键，但增加了许多的功能。为此惠普的开发人员运用了许多创造性的思维，例如使用一条TEST n指令代替10个条件判断，从而释放9个按键。同时很多按键也被重复利用，例如[+]键不仅限于添加数字，还可以添加复数和矩阵。在HP-15C出现之前，还从来没有哪个小型计算器这样考虑过键盘的布局。

HP-15C的键盘布局

HP-15C精湛的算法由1989年图灵奖得主William Kahan 教授设计。早在惠普推出HP-35科学计算器时，惠普便与 Kahan 进行了广泛的合作。当时HP-35计算器的数字精度对求解某些超越函数并不是最佳，Kahan 为此进行了重大改进，以提高算法的准确性，这段往事被记录在了当时的《HP journalist》上。他为惠普旅行者系列的算法设计做出了贡献，并撰写了部分中级和高级手册。每个操作和功能，无论是算术、超越、复数还是矩阵，都实现了很高的精度。HP-15C算法因此也被用在了之后的HP-41C、HP-71C、HP-28S和HP-42S上。

1979年2月的《HP journalist》

1980年8月的《HP journalist》

HP-15C的指令集之全也是惊人的，它甚至比更大、更昂贵的HP-71B更完整（即使插了Math ROM）。例如，HP-71B（插了Math ROM）无法求复变反三角函数，而HP-15C则可以。

虽然在HP-15C之前的其他计算器也为复数提供了支持，但HP-15C是第一个将这种支持与其他计算器功能完全集成的计算器。例如，德州仪器TI-59具有复数支持，但需要为其显式调用特殊的固件程序，而一旦HP-15C处于复数模式，所有的按键将依旧按通常的方式工作，无需调用任何特殊函数或子例程。这种集成是如此的彻底！

之所以能做到这点，是因为HP-15C使用由两个并行的四寄存器堆栈（和两个LAST X寄存器）组成的复杂堆栈来执行具有复数的计算。这些并行堆栈之一（称为实部堆栈）包含计算中使用的复数的实部，另一个堆栈（称为虚部堆栈）包含计算中使用的复数的虚部。这样一个完整的、动态分配的堆栈，使得处理复数与实数一样容易。

堆栈结构

HP-15C有67个寄存器，448bytes的内存是HP-11C的两倍。默认情况下，HP-15C将19个寄存器分配为数字存储，46个寄存器用于编程或数字存储，另2个寄存器R0和RI始终用于数字存储。许多新特性也极大地增加了HP-15C的能力，例如10个flag（8个用户flag，2个系统flag），调用算法（recall arithmetic ，使用显示的值和存储的值执行算术而不抬高堆栈），能在I寄存器之外的寄存器上使用DSZ和ISG等。

此外HP-15C可处理多达 5 个名为 A-E 的矩阵，支持完整的矩阵运算，包括矩阵的四则运算、赋值、转置、逆、求解、行列式等等，甚至处理复矩阵。

HP-15C高级用户手册封面

1989年，在生产8年之后，HP-15C停产。在手机更新迭代以月为单位的今天，它无疑是长久的，但作为一款出色的科学计算器，8年是短暂和令人惋惜的。但HP-15C却从未被尘封在历史的长河中任人遗忘，归功于它坚固耐用和电池续航（有长达10年未换电池仍能正常使用的例子），许多工程师至今仍在使用HP-15C，而在二手市场，HP-15C则奇货可居，一直是计算器爱好者们争相购买的对象。

多年来，惠普一直被游说恢复生产HP-15C，一些爱好者甚至专门建立了一个重产HP-15C的请愿网站。惠普的回答是，HP-32SII提供了HP-15C的所有功能，重新生产旧型号计算器的成本与从头开始制作一款新计算器相同。

请愿网站

但最终，在 2011 年 9 月1日，惠普用1万台HP-15C限量版回应了重产HP-15C的请求。HP-15C LE（limited edition）使用全新的ARM内核，在型号为Atmel AT91SAM7L128处理器上运行由 Cyrille de Brébisson 编写的模拟器以运行原始的ROM。与HP-15C相比，某些函数的运行速度会快 100 倍，但HP-15C LE也因为一些BUG和质量问题受到消费者的吐槽。