Quelltext der Seite Programmierbarer Taschenrechner

[[Datei:Commodore PR-100 3q.jpg|mini|'''Commodore PR-100''' Programmierbarer Taschenrechner mit roter LED-Anzeige, um 1978; in Deutschland auch von Quelle als Privileg PR57NC verkauft.]]
[[Datei:HP-41C white background.jpg|mini|Der '''[[HP-41C]]''' von 1979 war der erste Taschenrechner mit einer energiesparenden [[Flüssigkristallbildschirm|LC-Anzeige]], die auch Buchstaben und Sonderzeichen darstellen konnte, sogenannte [[alphanumerische Zeichen]].]]
[[Datei:TI-92-II.png|mini|'''Texas Instruments [[TI-92]]-II''' – ein grafikfähiger programmierbarer Taschenrechner.]]

'''Programmierbare Taschenrechner''' sind [[Taschenrechner]], die ähnlich wie [[Computer]] für die Abarbeitung komplexer Rechenvorgänge [[Programmierung|programmiert]] werden können. Der erste Taschenrechner dieses Typs war 1974 der [[HP-65]] von [[Hewlett-Packard]] für 795&nbsp;[[US-Dollar]], nach heutiger Kaufkraft etwa {{Inflation|US|795|1974|r=-2}} US-Dollar. Heute kosten erheblich leistungsfähigere Geräte als [[Gattungsmarke|No-Name-Gerät]] ab etwa zehn bis zwanzig [[Euro]].

== Entwicklungsgeschichte ==
Besondere Meilensteine in der Entwicklung von programmierbaren Taschenrechnern (einige Merkmale wurden in nicht programmierbaren Modellen zuerst eingeführt) waren:
* '''1974''' wurde von [[Hewlett-Packard]] (HP) der [[HP-65]] als weltweit erster programmierbarer Taschenrechner vorgestellt. Da der Programm- und Datenspeicher beim Ausschalten gelöscht wurde, erhielt der Taschenrechner zusätzlich einen [[Magnetkarte]]nleser für die externe Speicherung der Programme. Wesentlich für die Verbreitung war auch, dass über Magnetkarten die Besitzer baugleicher Taschenrechner Software austauschen konnten.
: Die Programmierung bestand darin, dass die manuelle Berechnungsfolge als Tastendrücke zur wiederholbaren Ausführung gespeichert wurden und mit Kontrollstrukturen (Vergleiche, Schleifen, Sprünge) und Speicheroperationen angereichert werden konnten. Eine besondere Eigenart der HP-Modelle war die [[Taschenrechner#Eingabelogik|Eingabelogik]], die als [[umgekehrte polnische Notation]] (UPN) bezeichnet wurde und als vorteilhaft bei der Implementierung galt.
* '''1975''' beherrschte der [[SR-52]] von [[Texas Instruments]] (TI) die indirekte Adressierung von Datenregistern und Programmzeilen<ref>Siehe [http://www.datamath.net/Manuals/SR-52_OM_US.pdf SR-52 Owners Manual] (PDF; 27,4&nbsp;MB) von 1975, S. 115 ff., abgerufen am 5. Januar 2011</ref>. Darüber hinaus konnte der SR-52 an einen speziellen Thermodrucker (PC-100A von TI) angeschlossen werden und Daten wie Programme auf Thermopapier ausgeben.
: Im Unterschied zu HP favorisierte TI als [[Taschenrechner#Eingabelogik|Eingabelogik]] die AOS ([[Algebraic Operation System]]) mit der üblichen [[Operatorrangfolge]] wie [[Punktrechnung vor Strichrechnung]].
* '''1975''' erschien der HP-55 mit einem [[Quarzoszillator]], der Stoppuhrfunktionen ermöglichte.
* '''1975''' gelangte der HP-65 im Rahmen des [[Apollo-Sojus-Test-Projekt]]es in eine Erdumlaufbahn (ca. 187–222&nbsp;km Höhe).
* '''1976''' wurde mit dem [[HP-25|HP-25C]] das RAM in stromsparender [[Complementary Metal Oxide Semiconductor|CMOS]]-Technik ausgeführt, dadurch blieben Programme und Daten auch nach dem Ausschalten erhalten („Continuous Memory“).
* '''1976''' lösten [[HP-67/-97|HP-67 und HP-97]] als Taschenrechner (HP-67) und dazu voll-kompatiblem [[Rechenmaschine|Tischrechner]] mit Drucker (HP-97) den HP-65 ab. Es war nun möglich, Programme zu verarbeiten, die größer als der Speicher des Rechners waren. Dazu forderte der Befehl „Merge“ eine neue Magnetkarte an, die vorhandene Programmteile überschrieb.
* '''1977''' wurde der [[TI-59]] als Nachfolger des SR-52 vorgestellt, der für kleine wechselbare ROM-Module mit Software („Solid State Software“, ca. 5&nbsp;kB/Modul) zu verschiedenen Themen (Statistik, Navigation) vorbereitet war. Der TI-59 war in der Lage, seinen (für die Zeit) riesiges RAM von 960 Bytes variabel zwischen Datenspeicher und Programmspeicher aufzuteilen.
* '''1977''' wurde auch der [[HP 20er-Serie#HP-19C, HP-29C|HP-19C]] vorgestellt, der den Drucker in seinem kompakten Taschenrechnergehäuse integrierte.
* '''1977''' wurde der [[HP-67/-97|HP-97S]] vorgestellt, ein erweiterter HP-97, der erstmals mit einer externen Schnittstelle ([[Binary Coded Decimal|BCD]], parallel) ausgerüstet wurde.
* '''1978''' wurde mit dem [[HP 30er-Serie#Der HP-38E/C|HP-38E]] erstmals ein finanzmathematischer Rechner programmierbar. Bisher hatten sich die Hersteller programmierbarer Taschenrechner auf technisch-wissenschaftliche Anwendungsbereiche konzentriert.
[[Datei:Digital cassette drive HP82161A connected to calculator HP-41CX.jpg|mini|Zur [[HP-41C|HP-41-Serie]] (ab 1979) gab es eine Vielzahl an Peripheriegeräten, etwa eine [[Datasette]] mit [[Mikrokassette]]n, die mittels des [[Bus (Datenverarbeitung)|Bus]]-Systems [[HP-IL]] angeschlossen wurden]]
* '''1979''' erhielt der [[HP-41C]] ein alphanumerisches LC-Display (Texas Instruments hatte ein LCD mit rein numerischer Darstellung im nicht-programmierbaren TI-1750 bereits 1977 vorgestellt<ref>Bild und Beschreibung auf [http://www.mrmartinweb.com/calculator.html Mr. Martin’s Website], abgerufen am 5. Januar 2012</ref>), konnte Texte darstellen und diese auch im Programm verarbeiten. Optionale Anschlüsse und Module für die Schächte des HP-41C ergänzten das Angebot im Laufe der Jahre, z.&nbsp;B. RAM, Zeitfunktionen, Spezialfunktionen, Kartenleser, Drucker, Barcodeleser, und ein Infrarotmodul für weitere Drucker. Erstmals wurden die Speicherbereiche für verschiedene Programme gegeneinander abgeschottet. Im Laufe seiner weiteren, 10-jährigen Bauzeit wurde eine [[Hewlett-Packard Interface Loop|Interface-Loop]] (HP-IL) angeboten, mit der beispielsweise Magnetkassettengeräte oder Messgeräte angesteuert bzw. ausgelesen werden konnten.
* '''1979''' erschien der [[Sharp]] EL-5100. Er besaß eine Punktmatrixanzeige zur Darstellung von Zahlen und Zeichen (im Gegensatz zur alphanumerischen Segmentanzeige des [[HP-41C]]). Der EL-5100 konnte nur formelprogrammiert werden ohne Sprungbefehle oder bedingte Anweisungen.
* '''1981''' wurde der finanzmathematische [[HP-12C]] vorgestellt, der seitdem (Stand 2017) fast unverändert gebaut wird und damit der am längsten verkaufte programmierbare Taschenrechner auf dem Markt sein dürfte.
* '''1981''' begann die [[NASA]]<ref>[http://hpinspace.wordpress.com/ HP calculators and space exploration], abgerufen am 5. Januar 2012</ref>, HP-41-Modelle den Astronauten der [[Columbia (Raumfähre)|Raumfähre Columbia]]<ref>[http://www.hpmuseum.net/pdf/KeyNotes_1981_Jan_Vol5No1_17pages_OCR.pdf HP Key Notes Vol. 5 N1] (Jan. 1981; PDF; 3,0&nbsp;MB), abgerufen am 5. Januar 2012, Kundenzeitschrift von HP</ref> mitzugeben. Die Astronauten konnten mit speziellen HP-41-Programmen die Parameter für den Wiedereintritt überprüfen, die der Bordcomputer berechnet hatte. '''1985''' nahm so auch ein HP-41CX an der deutschen [[STS-61-A|D1-Mission]] im Space-Shuttle teil, das Gerät der D1-Mission befindet sich heute im Besitz des [[Deutsches Museum|Deutschen Museums]].
* '''1982''' wurde mit dem HP-75C der für Akkubetrieb zu energiehungrige Motor für den Magnetkartenleser wieder abgeschafft<ref>Details zum [http://www.hpmuseum.org/hp75.htm HP-75], abgerufen am 5. Januar 2012</ref>. Die Magnetkarten wurden von Hand durch einen Schlitz am Gehäuse gezogen.
* '''1982''' wurde mit dem [[HP-16C]] ein Rechner speziell für Programmierer vorgestellt, um beispielsweise in verschiedenen Zahlensystemen zu rechnen. Texas Instruments hatte zwar schon 1977 den [[TI Programmer]] herausgebracht, allerdings war der nicht programmierbar.
* '''1982''' wurde mit dem [[HP-15C]] ein Rechner vorgestellt, der einen Stack für komplexe Zahlen bot und somit viele Rechnungen der Elektrotechnik einfach bewältigen konnte (TI hatte den nicht-programmierbaren [[TI-54]] für reelle und komplexe „algebraische Funktionen“ bereits 1981 vorgestellt). Matrixoperationen und -funktionen wurden ebenfalls als eingebaute Funktion des HP-15C realisiert. Da der HP-15C weder drucken noch Programme extern übertragen konnte, hielt sich der Austausch von Software in Grenzen. 2011 legte Hewlett Packard eine 'Limited Edition' dieses Rechners auf, der als Nachbau des Ur-HP-15 optisch sehr ähnlich, aber etwa 100-fach schneller arbeitete.
* '''1984''' erschien mit dem Sharp EL-5400 erstmals ein Taschenrechner mit [[BASIC]] als höhere Programmiersprache. Der EL5400 war in Design und Programmierbarkeit an den 1979 vorgestellten Sharp PC-1210 angelehnt, dem ersten BASIC-programmierbaren Taschencomputer.
* '''1985''' stellte Casio mit dem [[Casio FX-7000G]] den ersten grafikfähigen Taschenrechner vor. Die verschiedenen Grafikfunktionen konnten sowohl manuell aufgerufen als auch in selbstgeschriebenen Programmen benutzt werden.
* '''1986''' erschien Casios [[fx-5500]], der erste Taschenrechner mit einem begrenzten [[Computeralgebrasystem]] (CAS). Der fx-5500 war in der Lage Ausdrücke symbolisch zu manipulieren (Faktorisieren, Expandieren, Vereinfachen)<ref>http://www.hpmuseum.org/forum/thread-7748.html</ref>. Der Taschenrechner konnte nur formelprogrammiert werden ohne Sprungbefehle oder bedingte Anweisungen.
* '''1987''' wurde der [[HP-28|HP-28C]] vorgestellt. Der HP-28 verwendete eine neue, HP-eigene Sprache ([[Reverse Polish LISP|RPL]]), die rekursive Programmierung ermöglichte, uneingeschränkt mit reellen wie komplexen Zahlen rechnete, Matrixalgebra und grafische Darstellungen erlaubte und symbolische Ausdrücke berechnen und ableiten konnte. Alle Speicher (Variable, Unterprogramm-Rücksprungebenen, Stackebenen) waren nur noch durch die Kapazität des RAMs begrenzt, so dass Programme beliebige andere Programme rückwirkungsfrei aufrufen konnten. Die Entwicklung mündete im [[HP-48|HP-48SX]] und dessen Nachfolgern.
* '''1990''' erhielt der [[HP-48|HP-48SX]] serienmäßig eine RS-232-Schnittstelle, mit der Daten und Programme auf PCs gespeichert werden konnten. Eine Infrarotschnittstelle erlaubte es, Daten und Programme mit kompatiblen Modellen auszutauschen. 
* '''1995''' erschien mit dem [[TI-92]] der erste Taschenrechner mit einem vollständigen Computer Algebra System (basierend auf [[Derive]]). Der TI-92 ist in einer BASIC-artigen Sprache programmierbar.

In der Anfangszeit konkurrierten programmierbare Taschenrechner mit [[Rechenschieber]]n und einfachen Taschenrechnern, so dass die hochwertigen Rechner vor allem bei Wissenschaftlern und Ingenieuren beliebt waren und für zahlreiche technische und (in begrenztem Umfang) betriebswirtschaftliche Fragestellungen programmiert wurden. Als Ende der 1980er Jahre LC-Displays günstig wurden und immer mehr grafikfähige Taschenrechner auf den Markt kamen, wuchs gleichzeitig eine immer stärkere Konkurrenz durch die [[Tabellenkalkulation]]en auf PCs heran, die letztendlich die Verbreitung und dadurch auch die Entwicklung und den Absatz neuer Generationen von programmierbaren Taschenrechnern bremste. Wesentliche Neuentwicklungen sind auf diesem Gebiet daher nicht mehr zu erwarten.

== Technik ==
Programmierbare Taschenrechner besitzen einen internen [[Datenspeicher|Speicher]], in dem [[Computerprogramm|Programme]] abgespeichert werden können, die komplexe Berechnungsvorgänge vereinfachen oder automatisieren können. Die Eingabe solcher Programme erfolgt über die Tastatur des Taschenrechners in einem speziellen Programmeingabemodus. Aufgrund der zumeist einfachen Anzeigen in Taschenrechnern (früher nur eine Zeile zur Anzeige von Zahlen, heute meist mehrere Zeilen) beschränkt sich das Editieren von Programmen auf Scrollbefehle (ein Programmbefehl vor, ein Programmbefehl zurück in der Anzeige), das Einfügen, Überschreiben und Löschen von Befehlen. Frühe Taschenrechner erlaubten keine Eingabe von Buchstaben, so dass nur die Tastenbefehle auf der Tastatur verwendet werden konnten. Die Programmierung war maschinennah, d.&nbsp;h., es wurden Speicherregister und Programmregister explizit verwendet („Speichere 5 in Speicherregister 3“: 5 STO 3 in UPN; „Springe zu Programmzeile 78“: GTO 78 etc.). Programmierbare Taschenrechner, die zudem auch grafikfähig sind, bieten aber mittlerweile oftmals schon Texteditoren mit teilweise recht umfangreicher Funktionalität für diese Zwecke (und weisen oftmals auch keinen speziellen Programmiermodus auf).

Der wesentliche Nachteil der Programmierung von Tastenfolgen bestand darin, dass gemeinsame Ressourcen, wie Datenspeicher, Rechenregister/Stack und Flags nicht abgeschottet werden konnten. So genügte es bei einem fremden Hilfsprogramm nicht, die Eingabe und Ausgabe zu kennen (wie bei den eingebauten Funktionen des Taschenrechners), sondern man musste auch die Belegung der Ressourcen und Konflikte mit dem eigenen Programm überprüfen. Notwendige Änderungen waren nur manuell möglich und bei Programmen, die mit indirekter Adressierung von Speicherregistern arbeiteten, nur nach Analyse des Programms möglich. Erst Programmiersprachen wie [[Reverse Polish LISP|RPL]] bei HP (eingeführt mit dem HP-28C und den HP-48/49/... ff. Modellen) erlaubten umfangreichere Programmsammlungen, ohne dass die Ausführung von fremden Hilfs- und Unterprogrammen das eigene Programm gestört hätte.

Programme konnten zunächst nur im Taschenrechner selbst, später auch auf [[Magnetkarte]]n gespeichert werden. Wenige Modelle erlaubten das Lesen von Programmen über Barcodes und Magnetbandlaufwerken (HP-41). Mit dem Markterfolg des PC waren moderne Taschenrechner ab den 1990er Jahren auch in der Lage, mit Computern zu kommunizieren. Ab da bestand die Möglichkeit, fertige Programme für den Taschenrechner auf dem PC zu entwerfen bzw. aus dem [[Internet]] (ab Mitte der 1990er Jahre) zu laden und anschließend auf den Taschenrechner mittels eines speziellen Übertragungskabels (inzwischen USB) zu übertragen.

== Anwendung ==
Das Spektrum der möglichen Programme ist sehr groß. Von Mathematikprogrammen und Geometrieprogrammen bis hin zu [[Computerspiel|Spielen]] ist nahezu jedes Genre an Programmen vertreten. Es hat sich gezeigt, dass die funktionelle Ausrichtung der Rechner überwiegend naturwissenschaftlich war. Taschenrechner mit Spezialisierung auf Finanzmathematik kamen erst spät heraus. Wegen der immer noch eingeschränkten Grafikmöglichkeiten und der mäßigen Arbeitsgeschwindigkeit sind Spiele eher einfach und haben nur eine geringe Verbreitung gefunden.

== Austausch von Software ==
Die Taschenrechner waren nur auf ihre eigene, proprietäre Art programmierbar und der Austausch von Programmen war bis Mitte der 1980er Jahre nur über [[Magnetkarte]]n möglich. Bei den Rechnern beinhaltete dies meist die [[Abwärtskompatibilität]] zum Vorgängermodell, sonst waren die Anwender für den Austausch von Software auf gedruckte Medien angewiesen. Für den HP-41C hat HP einen Barcodeleser entwickelt, der gedruckte Barcodes einfach übernehmen konnte. Allerdings hatten die Anwender keine offizielle Möglichkeit, selbst Barcodes zu erstellen, bis Bastler einen Umbau des HP-Druckers zum 41C vorstellten. Später hat HP die [[Hewlett-Packard Interface Loop|Interface Loop]] eingeführt, über die erstmals Disketten und Magnetkassetten zur Speicherung von Daten und Programmen benutzt werden konnten, allerdings zu einem vergleichsweise hohen Preis.

Mit themenorientierten Lösungsbüchern haben die Hersteller der höherwertigen Rechner Software für ihre Produkte verbreitet. HP vertrieb die Pakete mit Magnetkarten, später mit Barcodes für den HP-41C, während Texas Instruments für den TI-59 sogar ROM-Module anbot, beispielsweise für die Navigation auf See. 

Hewlett-Packard hat mit seiner 'Users Program Library Europe' (UPLE) und einem Belohnungssystem für eingereichte Software bis 1983 am freien Austausch von Programmen zwischen den Anwendern mitgewirkt.

Die Verbreitung von Software wurde außerdem von Fachzeitschriften und vor allem durch verschiedene Vereine gefördert:
* Computerclub Deutschland e. V. (CCD), der im November 1981 gegründet wurde<ref>Siehe HP Key Notes Vol. 6 No. 2 vom März-Mai 1982,  ISSN 0730-2037</ref>. Die Mitgliederzeitschrift hieß PRISMA, neben Programmlistings wurden für den HP-41 später auch als Barcodes abgedruckt.
* Mikro-Taschen Computer Anwender Club (MICAC, vormals German Chapter des HP-65 Users Club) in Köln, die Mitgliederzeitschrift hieß 'Display'.
* TI 58-59 Software Club

== Nostalgie ==
[[Datei:PocketCalculator DM-16.jpg|mini|Nachbau des HP-16C als DM-16 von Swiss Micros im Scheckkartenformat (88 × 59 × 7 mm³)]]
Inzwischen gibt es einige Emulatoren und Simulatoren für verschiedene Betriebssysteme, die vor allem alte Hewlett-Packard Taschenrechner nachbilden und teilweise den Original-Code verwenden. Diese Nachbildungen sind darüber hinaus auf die gleiche Art programmierbar, wie die Original-Rechner. Speziell bei HP-Rechnern bedeutet dies, dass wesentliche Merkmale wie UPN oder [[BCD-Code|BCD-Arithmetik]] (statt Binärarithmetik) erhalten wurden.

Höhepunkt ist bisher der Nachbau verschiedener Rechner, die meist aus der [[HP-10C-Serie|Voyager-Serie]] von HP stammen. HP selbst hat 2011 eine Limited Edition des HP-15C angekündigt und später herausgebracht. Der Anbieter SwissMicros hat seit 2012 die meisten Rechner der Voyager-Serie und andere Modelle als Nachbauten mit dem Original-HP-Microcode herausgebracht, wobei der ursprüngliche HP-Prozessor von einem aktuellen Mikroprozessor emuliert wird. Diese Methode hat auch HP bei der Limited Edition angewendet.

== Einzelnachweise ==
<references />

== Weblinks ==
{{Commonscat|Programmable calculators}}
* [http://www.rskey.org/ WEB Museum für programmierbare Taschenrechner] (englisch)
* [http://calculators.torensma.net/ Spezifikationen und Beschreibungen von programmierbaren Taschenrechnern] (englisch)

[[Kategorie:Taschenrechner]]
[[Kategorie:Programmierbarer Taschenrechner| ]]