Una calculadora electrónica es típicamente un dispositivo electrónico portátil que se utiliza para realizar cálculos , desde aritmética básica hasta matemáticas complejas .
La primera calculadora electrónica de estado sólido se creó a principios de la década de 1960. Los dispositivos de bolsillo comenzaron a estar disponibles en la década de 1970, especialmente después de que Intel desarrollara el Intel 4004 , el primer microprocesador , para la empresa de calculadoras japonesa Busicom .
Las calculadoras electrónicas modernas varían desde modelos baratos, del tamaño de una tarjeta de crédito , que se pueden regalar a los clientes, hasta modelos de escritorio resistentes con impresoras incorporadas. Se hicieron populares a mediados de la década de 1970, cuando la incorporación de circuitos integrados redujo su tamaño y costo. A fines de esa década, los precios habían bajado hasta el punto en que una calculadora básica era asequible para la mayoría y se volvieron comunes en las escuelas.
Los sistemas operativos de computadoras , desde los inicios de Unix, incluían programas de calculadora interactivos como dc y hoc , y el BASIC interactivo podía usarse para hacer cálculos en la mayoría de las computadoras hogareñas de las décadas de 1970 y 1980. Las funciones de calculadora están incluidas en la mayoría de los teléfonos inteligentes , tabletas y dispositivos tipo asistente digital personal (PDA).
Además de las calculadoras de propósito general, existen las diseñadas para mercados específicos. Por ejemplo, existen las calculadoras científicas , que incluyen cálculos trigonométricos y estadísticos . Algunas calculadoras incluso tienen la capacidad de realizar álgebra computacional . Las calculadoras gráficas se pueden utilizar para graficar funciones definidas en la línea real, o en el espacio euclidiano de dimensiones superiores . A partir de 2016 [actualizar], las calculadoras básicas cuestan poco, pero los modelos científicos y gráficos tienden a costar más. [1]
Con la amplia disponibilidad de teléfonos inteligentes y similares, las calculadoras de hardware dedicadas, si bien siguen siendo ampliamente utilizadas, son menos comunes que antes. En 1986, las calculadoras todavía representaban aproximadamente el 41% de la capacidad de hardware de propósito general del mundo para calcular información. Para 2007, esta cifra había disminuido a menos del 0,05%. [2]
Las calculadoras electrónicas contienen un teclado con botones para dígitos y operaciones aritméticas ; algunas incluso contienen botones "00" y "000" para facilitar la introducción de números mayores o menores . La mayoría de las calculadoras básicas asignan solo un dígito u operación a cada botón; sin embargo, en calculadoras más específicas, un botón puede realizar operaciones multifunción con combinaciones de teclas .
Las calculadoras generalmente tienen pantallas de cristal líquido (LCD) como salida en lugar de las históricas pantallas de diodos emisores de luz (LED) y pantallas fluorescentes de vacío (VFD); se proporcionan detalles en la sección Mejoras técnicas .
A menudo se utilizan cifras de gran tamaño para mejorar la legibilidad; mientras que se utiliza un separador decimal (normalmente un punto en lugar de una coma ) en lugar de o además de fracciones vulgares . También se pueden mostrar en la pantalla varios símbolos para comandos de función . Las fracciones como 1 ⁄ 3 se muestran como aproximaciones decimales , por ejemplo redondeadas a 0,33333333 . Además, algunas fracciones (como 1 ⁄ 7 , que es 0,14285714285714 ; a 14 cifras significativas ) pueden ser difíciles de reconocer en forma decimal ; como resultado, muchas calculadoras científicas pueden trabajar con fracciones vulgares o números mixtos .
Las calculadoras también tienen la capacidad de guardar números en la memoria de la computadora . Las calculadoras básicas generalmente almacenan solo un número a la vez; los tipos más específicos pueden almacenar muchos números representados en variables . Por lo general, estas variables se denominan ans o ans(0). [3] Las variables también se pueden usar para construir fórmulas . Algunos modelos tienen la capacidad de ampliar la capacidad de memoria para almacenar más números; la dirección de memoria extendida se denomina índice de matriz .
Las calculadoras se alimentan mediante baterías , células solares o la red eléctrica (en el caso de los modelos antiguos) y se encienden con un interruptor o un botón. Algunos modelos ni siquiera tienen botón de apagado, pero ofrecen alguna forma de apagarlos (por ejemplo, no utilizar la calculadora durante un momento, cubrir la exposición de las células solares o cerrar la tapa ). Las calculadoras alimentadas con manivela también eran comunes en la era de las computadoras.
Las teclas siguientes son comunes a la mayoría de las calculadoras de bolsillo. Si bien la disposición de los dígitos es estándar, la posición de otras teclas varía de un modelo a otro; la ilustración es un ejemplo.
La disposición de los dígitos en las calculadoras y otros teclados numéricos, con las teclas 7- - dos filas por encima de las teclas - - , se deriva de las calculadoras y las cajas registradoras . Es notablemente diferente de la disposición de los teclados de tonos de los teléfonos, que tienen las teclas - - en la parte superior y las teclas - - en la tercera fila.89123123789
En general, una calculadora electrónica básica consta de los siguientes componentes: [4]
La frecuencia de reloj de un chip de procesador se refiere a la frecuencia a la que funciona la unidad central de procesamiento (CPU). Se utiliza como indicador de la velocidad del procesador y se mide en ciclos de reloj por segundo o hercios (Hz) . En el caso de las calculadoras básicas, la velocidad puede variar desde unos pocos cientos de hercios hasta el rango de los kilohercios .
Una explicación básica de cómo se realizan los cálculos en una calculadora simple de cuatro funciones:
Para realizar el cálculo 25 + 9 , se presionan las teclas en la siguiente secuencia en la mayoría de las calculadoras: .2 5 + 9 =
Otras funciones se realizan habitualmente mediante sumas o restas repetidas.
La mayoría de las calculadoras de bolsillo realizan todos sus cálculos en código decimal binario (BCD) en lugar de binario. El BCD es común en los sistemas electrónicos donde se debe mostrar un valor numérico, especialmente en sistemas que consisten únicamente en lógica digital y no contienen un microprocesador. Al emplear BCD, la manipulación de datos numéricos para la visualización se puede simplificar en gran medida al tratar cada dígito como un subcircuito individual separado. Esto se ajusta mucho más a la realidad física del hardware de visualización: un diseñador podría optar por utilizar una serie de pantallas independientes de siete segmentos idénticos para construir un circuito de medición, por ejemplo. Si la cantidad numérica se almacenara y manipulara como binario puro, la interfaz con una pantalla de este tipo requeriría circuitos complejos. Por lo tanto, en los casos en que los cálculos son relativamente simples, trabajar con BCD puede conducir a un sistema general más simple que la conversión a y desde binario. (Por ejemplo, los CD mantienen el número de pista en BCD, lo que los limita a 99 pistas).
El mismo argumento se aplica cuando el hardware de este tipo utiliza un microcontrolador integrado u otro procesador pequeño. A menudo, el código resultante es más pequeño cuando se representan números internamente en formato BCD, ya que una conversión desde o hacia una representación binaria puede ser costosa en procesadores tan limitados. Para estas aplicaciones, algunos procesadores pequeños cuentan con modos aritméticos BCD, que ayudan a la hora de escribir rutinas que manipulan cantidades BCD. [5] [6]
Cuando las calculadoras tienen funciones añadidas (como la raíz cuadrada o las funciones trigonométricas ), se requieren algoritmos de software para producir resultados de alta precisión. A veces se necesita un esfuerzo de diseño significativo para que todas las funciones deseadas quepan en el espacio de memoria limitado disponible en el chip de la calculadora , con un tiempo de cálculo aceptable. [7]
Las primeras herramientas conocidas utilizadas para ayudar a los cálculos aritméticos fueron: huesos (usados para contar elementos), guijarros y tablas de contar , y el ábaco , que se sabe que fue utilizado por sumerios y egipcios antes del 2000 a. C. [8] A excepción del mecanismo de Antikythera (un dispositivo astronómico "fuera de la época" ), el desarrollo de herramientas informáticas llegó cerca del comienzo del siglo XVII: la brújula geométrico-militar (de Galileo ), los logaritmos y los huesos de Napier (de Napier ) y la regla de cálculo (de Edmund Gunter ). [1]
En el Renacimiento , Wilhelm Schickard inventó la calculadora mecánica en 1623 [9] y, más tarde, Blaise Pascal en 1642 [10] . Se trataba de un dispositivo que, en ocasiones, se promocionó en exceso como capaz de realizar las cuatro operaciones aritméticas con una mínima intervención humana [11] . La calculadora de Pascal podía sumar y restar dos números directamente y, por tanto, si se podía soportar el tedio, multiplicar y dividir por repetición. La máquina de Schickard, construida varias décadas antes, utilizaba un ingenioso conjunto de tablas de multiplicar mecanizadas para facilitar el proceso de multiplicación y división con la máquina sumadora como medio para completar esta operación. Existe un debate sobre si Pascal o Shickard deberían recibir el crédito como inventores conocidos de una máquina calculadora debido a las diferencias (como los diferentes objetivos) de ambas invenciones. [12] A Schickard y Pascal les siguió Gottfried Leibniz , que pasó cuarenta años diseñando una calculadora mecánica de cuatro operaciones, el calculador escalonado , inventando en el proceso su rueda de Leibniz , pero que no pudo diseñar una máquina completamente operativa. [13] También hubo cinco intentos fallidos de diseñar un reloj calculador en el siglo XVII. [14]
El siglo XVIII vio la llegada de algunas mejoras notables, primero por Poleni con el primer reloj calculador completamente funcional y la máquina de cuatro operaciones, pero estas máquinas casi siempre eran únicas en su tipo . Luigi Torchi inventó la primera máquina de multiplicación directa en 1834: esta también fue la segunda máquina accionada por llave en el mundo, después de la de James White (1822). [15] No fue hasta el siglo XIX y la Revolución Industrial que comenzaron a ocurrir desarrollos reales. Aunque existían máquinas capaces de realizar las cuatro funciones aritméticas antes del siglo XIX, el refinamiento de los procesos de fabricación y fabricación durante la víspera de la revolución industrial hizo posible la producción a gran escala de unidades más compactas y modernas. El aritmómetro , inventado en 1820 como una calculadora mecánica de cuatro operaciones, se lanzó a producción en 1851 como una máquina sumadora y se convirtió en la primera unidad comercialmente exitosa; Cuarenta años después, en 1890, se habían vendido alrededor de 2.500 aritmómetros [16] más unos cientos más de dos fabricantes de clones de aritmómetros (Burkhardt, Alemania, 1878 y Layton, Reino Unido, 1883) y Felt y Tarrant, el único otro competidor en verdadera producción comercial, había vendido 100 comptómetros . [17]
No fue hasta 1902 que se desarrolló la conocida interfaz de usuario con botones pulsadores, con la introducción de la máquina sumadora Dalton, desarrollada por James L. Dalton en los Estados Unidos .
En 1921, Edith Clarke inventó la "calculadora Clarke", una calculadora gráfica sencilla para resolver ecuaciones lineales que involucraban funciones hiperbólicas. Esto permitió a los ingenieros eléctricos simplificar los cálculos de inductancia y capacitancia en líneas de transmisión de energía . [18]
La calculadora Curta se desarrolló en 1948 y, aunque era costosa, se hizo popular por su portabilidad. Este dispositivo manual puramente mecánico podía realizar sumas, restas, multiplicaciones y divisiones. A principios de la década de 1970, las calculadoras de bolsillo electrónicas acabaron con la fabricación de calculadoras mecánicas, aunque la Curta sigue siendo un popular artículo de colección.
Las primeras computadoras mainframe , que inicialmente utilizaban tubos de vacío y luego transistores en los circuitos lógicos, aparecieron en las décadas de 1940 y 1950. Los circuitos electrónicos desarrollados para computadoras también tenían aplicación en calculadoras electrónicas.
La Casio Computer Company, en Japón , lanzó la calculadora Modelo 14-A en 1957, que fue la primera calculadora completamente eléctrica (relativamente) compacta del mundo. No utilizaba lógica electrónica, sino que se basaba en tecnología de relés y estaba integrada en un escritorio. La calculadora programable de tablero de conexiones IBM 608 fue el primer producto completamente de transistores de IBM, lanzado en 1957; se trataba de un sistema tipo consola, con entrada y salida en tarjetas perforadas, y reemplazó a la anterior, más grande, IBM 603, de tubos de vacío .
En octubre de 1961, se anunció la primera calculadora de escritorio totalmente electrónica del mundo, la calculadora británica Bell Punch/Sumlock Comptometer ANITA (A New Inspiration To Arithmetic/A ccounting). [ 19 ] [ 20 ] Esta máquina usaba tubos de vacío , tubos de cátodo frío y Dekatrons en sus circuitos , con 12 tubos "Nixie" de cátodo frío para su pantalla. Se exhibieron dos modelos, el Mk VII para Europa continental y el Mk VIII para Gran Bretaña y el resto del mundo, ambos para entrega a principios de 1962. El Mk VII era un diseño ligeramente anterior con un modo de multiplicación más complicado, y pronto se abandonó a favor del más simple Mark VIII. El ANITA tenía un teclado completo, similar a los comptómetros mecánicos de la época, una característica que era exclusiva de él y del posterior Sharp CS-10A entre las calculadoras electrónicas. El ANITA pesaba aproximadamente 33 libras (15 kg) debido a su gran sistema de tubos. [21] Bell Punch había estado produciendo calculadoras mecánicas accionadas por teclado del tipo comptómetro bajo los nombres "Plus" y "Sumlock", y se había dado cuenta a mediados de la década de 1950 de que el futuro de las calculadoras estaba en la electrónica. Contrataron al joven graduado Norbert Kitz, que había trabajado en el proyecto inicial de la computadora British Pilot ACE , para dirigir el desarrollo. La ANITA se vendió bien porque era la única calculadora electrónica de escritorio disponible, y era silenciosa y rápida.
La tecnología de válvulas de la ANITA fue reemplazada en junio de 1963 por la Friden EC-130, fabricada en Estados Unidos, que tenía un diseño totalmente de transistores, una pila de cuatro números de 13 dígitos que se mostraban en un tubo de rayos catódicos (TRC) de 5 pulgadas (13 cm) e introdujo la notación polaca inversa (RPN) en el mercado de las calculadoras por un precio de 2200 dólares, que era aproximadamente tres veces el costo de una calculadora electromecánica de la época. Al igual que Bell Punch, Friden era un fabricante de calculadoras mecánicas que había decidido que el futuro estaba en la electrónica. En 1964 se introdujeron más calculadoras electrónicas totalmente de transistores: Sharp presentó la CS-10A, que pesaba 25 kilogramos (55 libras) y costaba 500.000 yenes (4.555,81 dólares), e Industria Macchine Elettroniche de Italia presentó la IME 84, a la que se podían conectar varias unidades de teclado y pantalla adicionales para que varias personas pudieran hacer uso de ella (pero aparentemente no al mismo tiempo). La Victor 3900 fue la primera en utilizar circuitos integrados en lugar de transistores individuales , pero los problemas de producción retrasaron las ventas hasta 1966.
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A esto le siguió una serie de modelos de calculadoras electrónicas de estos y otros fabricantes, entre ellos Canon , Mathatronics, Olivetti , SCM (Smith-Corona-Marchant), Sony , Toshiba y Wang . Las primeras calculadoras utilizaban cientos de transistores de germanio , que eran más baratos que los transistores de silicio , en múltiples placas de circuitos. Los tipos de pantalla utilizados eran CRT , tubos Nixie de cátodo frío y lámparas de filamento . La tecnología de memoria se basaba habitualmente en la memoria de línea de retardo o la memoria de núcleo magnético , aunque la Toshiba "Toscal" BC-1411 parece haber utilizado una forma temprana de RAM dinámica construida a partir de componentes discretos. Ya existía un deseo de máquinas más pequeñas y que consumieran menos energía.
La calculadora búlgara ELKA 6521 , [22] [23] introducida en 1965, fue desarrollada por el Instituto Central de Tecnologías de Cálculo y construida en la fábrica de Elektronika en Sofía . El nombre deriva de EL ektronen KA lkulator , y pesaba alrededor de 8 kg (18 lb). Es la primera calculadora del mundo que incluye la función de raíz cuadrada . Más tarde ese mismo año se lanzaron la ELKA 22 (con una pantalla luminiscente) [22] [24] [25] y la ELKA 25, con una impresora incorporada. Se desarrollaron varios otros modelos hasta que se lanzó el primer modelo de bolsillo, la ELKA 101, en 1974. La escritura en ella estaba en escritura romana , y se exportó a los países occidentales. [22] [26] [27] [28]
Las primeras calculadoras programables de escritorio se produjeron a mediados de la década de 1960. Entre ellas se encontraban la Mathatronics Mathatron (1964) y la Olivetti Programma 101 (finales de 1965), que eran calculadoras electrónicas de estado sólido, de escritorio, con impresión, punto flotante, entrada algebraica, programables y con programa almacenado. [29] [30] Ambas podían ser programadas por el usuario final e imprimir sus resultados. La Programma 101 tuvo una distribución mucho más amplia y tenía la característica adicional de almacenamiento fuera de línea de programas mediante tarjetas magnéticas. [30]
Otra calculadora de escritorio programable temprana (y tal vez la primera japonesa) fue la Casio (AL-1000) producida en 1967. Tenía una pantalla de tubos Nixie y electrónica de transistores y memoria de núcleo de ferrita. [31]
La calculadora programable Monroe Epic salió al mercado en 1967. Se trataba de una gran unidad de escritorio con impresora y una torre lógica de suelo anexa. Podía programarse para realizar muchas funciones similares a las de un ordenador. Sin embargo, la única instrucción de bifurcación era una bifurcación incondicional implícita (GOTO) al final de la pila de operaciones, que devolvía el programa a su instrucción inicial. Por tanto, no era posible incluir ninguna lógica de bifurcación condicional (IF-THEN-ELSE). Durante esta época, la ausencia de la bifurcación condicional se utilizaba a veces para distinguir una calculadora programable de un ordenador.
La primera calculadora de escritorio programable soviética, ISKRA 123, alimentada por la red eléctrica, se lanzó a principios de la década de 1970.
Las calculadoras electrónicas de mediados de los años 1960 eran máquinas de escritorio grandes y pesadas debido a su uso de cientos de transistores en varias placas de circuitos con un gran consumo de energía que requerían una fuente de alimentación de CA. Hubo grandes esfuerzos para poner la lógica requerida para una calculadora en cada vez menos circuitos integrados (chips) y la electrónica de calculadoras fue una de las vanguardias del desarrollo de semiconductores . Los fabricantes de semiconductores estadounidenses lideraron el mundo en el desarrollo de semiconductores de integración a gran escala (LSI), metiendo cada vez más funciones en circuitos integrados individuales. Esto llevó a alianzas entre fabricantes de calculadoras japoneses y compañías de semiconductores estadounidenses: Canon Inc. con Texas Instruments , Hayakawa Electric (posteriormente rebautizada Sharp Corporation ) con North-American Rockwell Microelectronics (posteriormente rebautizada Rockwell International ), Busicom con Mostek e Intel , y General Instrument con Sanyo .
En 1970 se pudo fabricar una calculadora utilizando sólo unos pocos chips de bajo consumo energético, lo que permitió disponer de modelos portátiles alimentados por baterías recargables.La primera calculadora portátil fue un prototipo de 1967 llamado Cal Tech , cuyo desarrollo fue dirigido por Jack Kilby en Texas Instruments en un proyecto de investigación para producir una calculadora portátil. Podía sumar, multiplicar, restar y dividir, y su dispositivo de salida era una cinta de papel. [32] [33] [34] [35] [36] [37] Como resultado del proyecto "Cal-Tech", Texas Instruments obtuvo patentes maestras sobre calculadoras portátiles. [a]
Las primeras calculadoras portátiles fabricadas comercialmente aparecieron en Japón en 1970 y pronto se comercializaron en todo el mundo. Entre ellas se encontraban la "Mini Calculator" ICC-0081 de Sanyo , la Pocketronic de Canon y la "micro Compet" QT-8B de Sharp . La Pocketronic de Canon fue un desarrollo del proyecto "Cal-Tech". No tenía una pantalla tradicional; la salida numérica se realizaba en una cinta de papel térmico.
Sharp se esforzó mucho en reducir el tamaño y el consumo de energía y, en enero de 1971, presentó la Sharp EL-8 , también comercializada como Facit 1111, que estaba cerca de ser una calculadora de bolsillo. Pesaba 721 gramos, tenía una pantalla fluorescente al vacío , baterías recargables de NiCad y se vendía inicialmente por 395 dólares.
Sin embargo, los esfuerzos de desarrollo de circuitos integrados culminaron a principios de 1971 con la introducción de la primera "calculadora en un chip", la MK6010 de Mostek [40] , seguida por Texas Instruments más tarde ese mismo año. Aunque estas primeras calculadoras portátiles eran muy costosas, estos avances en electrónica, junto con los desarrollos en tecnología de visualización (como la pantalla fluorescente de vacío , LED y LCD ), llevaron en pocos años a la calculadora de bolsillo barata disponible para todos.
En 1971, Pico Electronics [41] y General Instrument también presentaron su primera colaboración en circuitos integrados, un circuito integrado de calculadora de un solo chip para la calculadora Monroe Royal Digital III. Pico fue una empresa derivada de cinco ingenieros de diseño de GI cuya visión era crear circuitos integrados de calculadora de un solo chip. Pico y GI tuvieron un éxito significativo en el floreciente mercado de las calculadoras portátiles.
La primera calculadora electrónica verdaderamente de bolsillo fue la Busicom LE-120A "HANDY", que se comercializó a principios de 1971. [42] Fabricada en Japón, también fue la primera calculadora en utilizar una pantalla LED, la primera calculadora de mano en utilizar un solo circuito integrado (entonces proclamada como una "calculadora en un chip"), la Mostek MK6010, y la primera calculadora electrónica en funcionar con baterías reemplazables. Utilizando cuatro pilas de tamaño AA, la LE-120A mide 4,9 por 2,8 por 0,9 pulgadas (124 mm × 71 mm × 23 mm).
La primera calculadora de bolsillo fabricada en Europa, la DB 800 [43] [44], fue fabricada en mayo de 1971 por Digitron en Buje , Croacia (antigua Yugoslavia ) con cuatro funciones y una pantalla de ocho dígitos y caracteres especiales para un número negativo y una advertencia de que el cálculo tiene demasiados dígitos para mostrar.
La primera calculadora de bolsillo fabricada en Estados Unidos, la Bowmar 901B (popularmente llamada The Bowmar Brain ), de 132 mm × 76 mm × 38 mm (5,2 x 3,0 x 1,5 pulgadas), salió al mercado en otoño de 1971, con cuatro funciones y una pantalla LED roja de ocho dígitos , por 240 dólares estadounidenses , mientras que en agosto de 1972 la Sinclair Executive de cuatro funciones se convirtió en la primera calculadora de bolsillo de perfil bajo de 137,2 mm × 55,9 mm × 8,9 mm (5,4 x 2,2 x 0,35 pulgadas) y un peso de 71 g (2,5 onzas). Se vendía al por menor por unas 79 libras esterlinas ( 194 dólares estadounidenses en aquel momento). A finales de la década, calculadoras similares tenían un precio inferior a 5 libras esterlinas (6,85 dólares estadounidenses). Tras un desarrollo prolongado a lo largo de dos años, incluida una asociación fallida con Texas Instruments, Eldorado Electrodata lanzó cinco calculadoras de bolsillo en 1972. Una llamada Touch Magic "no era más grande que un paquete de cigarrillos", según Administrative Management . [45]
La primera calculadora de bolsillo fabricada en la Unión Soviética , la Elektronika B3-04 [46], fue desarrollada a finales de 1973 y se vendió a principios de 1974.
Una de las primeras calculadoras de bajo costo fue la Sinclair Cambridge , lanzada en agosto de 1973. Se vendía al por menor a £29,95 ($41,03), o £5 ($6,85) menos en forma de kit, y los modelos posteriores incluían algunas funciones científicas. Las calculadoras Sinclair tuvieron éxito porque eran mucho más baratas que la competencia; sin embargo, su diseño condujo a cálculos lentos y menos precisos de funciones trascendentales (máximo de tres decimales de precisión). [47]
Mientras tanto, Hewlett-Packard (HP) había estado desarrollando una calculadora de bolsillo. Lanzada a principios de 1972, se diferenciaba de las otras calculadoras de bolsillo básicas de cuatro funciones disponibles en ese momento en que era la primera calculadora de bolsillo con funciones científicas que podía reemplazar una regla de cálculo . La HP-35 de $395 , junto con casi todas las calculadoras de ingeniería HP posteriores, usa notación polaca inversa (RPN), también llamada notación postfija. Un cálculo como "8 más 5" se realiza, usando RPN, presionando 8, Enter↑, 5, y ; en lugar de la notación infija+ algebraica : , , , . Tenía 35 botones y se basaba en el chip Mostek Mk6020.8+5=
La primera calculadora científica soviética de bolsillo, la "B3-18", se completó a finales de 1975.
En 1973, Texas Instruments (TI) presentó la SR-10 ( SR significa regla de cálculo ), una calculadora de bolsillo de entrada algebraica que utilizaba notación científica por 150 dólares. Poco después, la SR-11 incluyó una tecla adicional para ingresar pi (π). Al año siguiente, la SR-50 le siguió, con funciones logarítmicas y trigonométricas para competir con la HP-35, y en 1977, la línea TI-30 , que se comercializó en masa y todavía se fabrica.
En 1978, surgió una nueva empresa, Calculated Industries , que se centraba en los mercados especializados. Su primera calculadora, la Loan Arranger [48] (1978), era una calculadora de bolsillo comercializada para el sector inmobiliario con funciones preprogramadas para simplificar el proceso de cálculo de pagos y valores futuros. En 1985, CI lanzó una calculadora para el sector de la construcción llamada Construction Master [49] , que venía preprogramada con cálculos de construcción comunes (como ángulos, escaleras, matemáticas de techado, inclinación, elevación, recorrido y conversiones de fracciones de pies a pulgadas). Esta sería la primera de una línea de calculadoras relacionadas con la construcción.
La primera calculadora de bolsillo programable fue la HP-65 , en 1974; tenía una capacidad de 100 instrucciones, y podía almacenar y recuperar programas con un lector de tarjetas magnéticas incorporado. Dos años después, la HP-25C introdujo la memoria continua , es decir, los programas y los datos se conservaban en la memoria CMOS durante el apagado. En 1979, HP lanzó la primera calculadora alfanumérica , programable y expandible , la HP-41 C. Podía expandirse con módulos de memoria de acceso aleatorio (RAM, por memoria) y memoria de solo lectura (ROM, por software), y periféricos como lectores de códigos de barras , unidades de microcassette y disquetera , impresoras térmicas de rollo de papel e interfaces de comunicación diversas ( RS-232 , HP-IL , HP-IB ).
La primera calculadora soviética programable de bolsillo alimentada por batería, la Elektronika B3-21 , fue desarrollada a finales de 1976 y lanzada a principios de 1977. [50] La sucesora de la B3-21, la Elektronika B3-34, no era compatible con versiones anteriores de la B3-21, aunque conservaba la notación polaca inversa (RPN). Por tanto, la B3-34 definía un nuevo conjunto de comandos, que más tarde se utilizó en una serie de calculadoras soviéticas programables posteriores. A pesar de sus capacidades muy limitadas (98 bytes de memoria de instrucciones y unos 19 registros direccionables y de pila), la gente se las arregló para escribir todo tipo de programas para ellas, incluidos juegos de aventura y bibliotecas de funciones relacionadas con el cálculo para ingenieros. Se escribieron cientos, quizás miles, de programas para estas máquinas, desde software científico y empresarial práctico, que se utilizaban en oficinas y laboratorios de la vida real, hasta juegos divertidos para niños. La calculadora Elektronika MK-52 (que utiliza el conjunto extendido de comandos B3-34 y presenta memoria EEPROM interna para almacenar programas e interfaz externa para tarjetas EEPROM y otros periféricos) se utilizó en el programa de naves espaciales soviéticas (para el vuelo Soyuz TM-7 ) como respaldo de la computadora de a bordo.
Esta serie de calculadoras también se destacó por una gran cantidad de características misteriosas no documentadas y altamente contraintuitivas, algo similar a la " programación sintética " de la HP-41 estadounidense , que se explotaban aplicando operaciones aritméticas normales a los mensajes de error, saltando a direcciones inexistentes y otros métodos. Varias publicaciones mensuales respetadas, incluida la revista de divulgación científica Nauka i Zhizn ( Наука и жизнь , Ciencia y vida ), presentaron columnas especiales, dedicadas a métodos de optimización para programadores de calculadoras y actualizaciones sobre características no documentadas para piratas informáticos, que se convirtieron en toda una ciencia esotérica con muchas ramas, llamada " yeggogology " ("еггогология"). Los mensajes de error en esas calculadoras aparecen como una palabra rusa "YEGGOG" ("ЕГГОГ") que, como era de esperar, se traduce como "Error".
Una cultura hacker similar en los EE. UU. giraba en torno a la HP-41 , que también se destacaba por una gran cantidad de características no documentadas y era mucho más potente que la B3-34 .
Durante la década de 1970, las calculadoras electrónicas portátiles experimentaron un rápido desarrollo. Las pantallas LED rojas y fluorescentes de vacío azul/verde consumían mucha energía y las calculadoras tenían una vida útil de batería corta (que a menudo se medía en horas, por lo que las baterías recargables de níquel-cadmio eran comunes) o eran grandes para poder usar baterías más grandes y de mayor capacidad. A principios de la década de 1970, las pantallas de cristal líquido (LCD) estaban en sus inicios y existía una gran preocupación por su corta vida útil. Busicom presentó la calculadora Busicom LE-120A "HANDY" , la primera calculadora de bolsillo y la primera con una pantalla LED , y anunció la Busicom LC con LCD. Sin embargo, hubo problemas con esta pantalla y la calculadora nunca salió a la venta. Las primeras calculadoras con pantalla LCD que tuvieron éxito fueron fabricadas por Rockwell International y vendidas a partir de 1972 por otras compañías bajo nombres como: Dataking LC-800 , Harden DT/12 , Ibico 086 , Lloyds 40 , Lloyds 100 , Prismatic 500 (también conocida como P500 ), Rapid Data Rapidman 1208LC . Las pantallas LCD fueron una forma temprana que utilizaba el modo de dispersión dinámica (DSM) con los números que aparecían brillantes contra un fondo oscuro. Para presentar una pantalla de alto contraste, estos modelos iluminaban la pantalla LCD utilizando una lámpara de filamento y una guía de luz de plástico sólido, lo que anulaba el bajo consumo de energía de la pantalla. Estos modelos parecen haber sido vendidos solo durante un año o dos.
En 1972 , Sharp Inc. lanzó una serie de calculadoras más exitosas que utilizaban una pantalla LCD DSM reflectante con la Sharp EL-805 , que era una calculadora de bolsillo delgada. Esta, y otros modelos similares, utilizaban la tecnología Calculator On Substrate (COS) de Sharp. Se utilizó una extensión de una placa de vidrio necesaria para la pantalla de cristal líquido como sustrato para montar los chips necesarios basados en una nueva tecnología híbrida. La tecnología COS puede haber sido demasiado costosa, ya que solo se utilizó en unos pocos modelos antes de que Sharp volviera a las placas de circuitos convencionales.
A mediados de los años 70 aparecieron las primeras calculadoras con pantallas LCD de efecto de campo, de nemático retorcido (TN), con números oscuros sobre un fondo gris, aunque las primeras solían tener un filtro amarillo sobre ellas para eliminar los dañinos rayos ultravioleta . La ventaja de las LCD es que son moduladores pasivos de luz que reflejan la luz, lo que requiere mucha menos energía que las pantallas emisoras de luz, como los LED o los VFD. Esto dio paso a las primeras calculadoras del tamaño de una tarjeta de crédito, como la Casio Mini Card LC-78 de 1978, que podía funcionar durante meses con pilas de botón.
También se produjeron mejoras en la electrónica de las calculadoras. En 1971, todas las funciones lógicas de una calculadora se habían incorporado a los primeros circuitos integrados (CI) de "calculadora en un chip", pero se trataba de una tecnología de vanguardia en aquel momento y los rendimientos eran bajos y los costes, altos. Muchas calculadoras siguieron utilizando dos o más CI, especialmente las científicas y las programables, hasta finales de los años 70.
El consumo de energía de los circuitos integrados también se redujo, especialmente con la introducción de la tecnología CMOS . Los transistores de las celdas lógicas de los circuitos integrados CMOS, que aparecieron en el modelo "EL-801" de Sharp en 1972, solo consumían una cantidad apreciable de energía cuando cambiaban de estado. Las pantallas LED y VFD a menudo requerían transistores o circuitos integrados de control adicionales, mientras que las pantallas LCD eran más aptas para ser controladas directamente por el propio circuito integrado de la calculadora.
Con este bajo consumo de energía llegó la posibilidad de utilizar células solares como fuente de energía, algo que se hizo realidad alrededor de 1978 con calculadoras como la Royal Solar 1 , Sharp EL-8026 y Teal Photon .
A principios de los años 70, las calculadoras electrónicas portátiles eran muy caras (valían dos o tres semanas de salario), por lo que eran un artículo de lujo. Su elevado precio se debía a que su construcción requería muchos componentes mecánicos y electrónicos que eran costosos de producir y tiradas de producción demasiado pequeñas para aprovechar las economías de escala . Muchas empresas se dieron cuenta de que podían obtener buenos beneficios en el negocio de las calculadoras con el margen que ofrecían unos precios tan elevados. Sin embargo, el coste de las calculadoras disminuyó a medida que los componentes y sus métodos de producción mejoraron, y se sintió el efecto de las economías de escala.
En 1976, el costo de la calculadora de bolsillo de cuatro funciones más barata había bajado a unos pocos dólares, aproximadamente 1/20 del costo de cinco años antes. El resultado de esto fue que la calculadora de bolsillo era asequible y que ahora era difícil para los fabricantes obtener ganancias con las calculadoras, lo que llevó a muchas empresas a abandonar el negocio o a cerrar. Las empresas que sobrevivieron fabricando calculadoras tendían a ser aquellas con altos niveles de producción de calculadoras de mayor calidad o que producían calculadoras científicas y programables de alta especificación. [ cita requerida ]
La primera calculadora capaz de realizar cálculos simbólicos fue la HP-28C , lanzada en 1987. Podía, por ejemplo, resolver ecuaciones cuadráticas simbólicamente. La primera calculadora gráfica fue la Casio fx-7000G, lanzada en 1985.
Los dos fabricantes líderes, HP y TI, lanzaron calculadoras cada vez con más funciones durante los años 1980 y 1990. A principios del milenio, la línea entre una calculadora gráfica y una computadora de mano no siempre estaba clara, ya que algunas calculadoras muy avanzadas como la TI-89 , la Voyage 200 y la HP-49G podían diferenciar e integrar funciones , resolver ecuaciones diferenciales , ejecutar software de procesamiento de textos y PIM , y conectarse por cable o IR a otras calculadoras/computadoras.
La calculadora financiera HP 12c todavía se fabrica. Fue presentada en 1981 y todavía se fabrica con pocos cambios. La HP 12c incluía el modo de entrada de datos en notación polaca inversa . En 2003 se lanzaron varios modelos nuevos, incluida una versión mejorada de la HP 12c, la "HP 12c platinum edition", que agregó más memoria, más funciones integradas y la incorporación del modo algebraico de entrada de datos.
Calculated Industries compitió con la HP 12c en los mercados hipotecarios y de bienes raíces al diferenciar el etiquetado de las teclas; cambiando "I", "PV", "FV" por términos de etiquetado más fáciles como "Int", "Term", "Pmt", y no usando la notación polaca inversa . Sin embargo, las calculadoras más exitosas de CI involucraron una línea de calculadoras de construcción, que evolucionó y se expandió en la década de 1990 hasta la actualidad. Según Mark Bollman, [51] un historiador de matemáticas y calculadoras y profesor asociado de matemáticas en Albion College, "Construction Master es la primera de una larga y rentable línea de calculadoras de construcción de CI" que las llevó a través de las décadas de 1980, 1990 y hasta la actualidad.
En la mayoría de los países, los estudiantes usan calculadoras para las tareas escolares. Hubo cierta [ ¿por parte de quién? ] resistencia inicial a la idea por temor a que las habilidades aritméticas básicas o elementales se vieran afectadas. [ cita requerida ] Sigue habiendo desacuerdo sobre la importancia de la capacidad de realizar cálculos en la cabeza , con algunos planes de estudio restringiendo el uso de la calculadora hasta que se haya obtenido un cierto nivel de competencia, mientras que otros se concentran más en enseñar métodos de estimación y resolución de problemas. La investigación sugiere que una orientación inadecuada en el uso de herramientas de cálculo puede restringir el tipo de pensamiento matemático en el que participan los estudiantes. [52] Otros han argumentado [ ¿quién? ] que el uso de la calculadora puede incluso causar que las habilidades matemáticas básicas se atrofien, o que dicho uso puede impedir la comprensión de conceptos algebraicos avanzados. [53] En diciembre de 2011, el Ministro de Estado para Escuelas del Reino Unido , Nick Gibb , expresó su preocupación de que los niños pueden volverse "demasiado dependientes" del uso de calculadoras. [54] Como resultado, el uso de calculadoras debe incluirse como parte de una revisión del plan de estudios . [54] En los Estados Unidos, muchos educadores de matemáticas y juntas de educación han respaldado con entusiasmo los estándares del Consejo Nacional de Profesores de Matemáticas (NCTM) y han promovido activamente el uso de calculadoras en el aula desde el jardín de infantes hasta la escuela secundaria.
Las computadoras personales suelen venir con un programa de utilidad de calculadora que emula la apariencia y las funciones de una calculadora, utilizando la interfaz gráfica de usuario para representar una calculadora. Algunos ejemplos son la Calculadora de Windows , la Calculadora de Apple y KCalc de KDE . La mayoría de los asistentes personales de datos (PDA) y los teléfonos inteligentes también tienen esta función.
La diferencia fundamental entre una calculadora y una computadora es que una computadora puede programarse de manera que permita al programa tomar diferentes ramas según los resultados intermedios , mientras que las calculadoras están prediseñadas con funciones específicas (como suma , multiplicación y logaritmos ) integradas. La distinción no es clara: algunos dispositivos clasificados como calculadoras programables tienen funciones de programación , a veces con soporte para lenguajes de programación (como RPL o TI-BASIC ).
Por ejemplo, en lugar de un multiplicador de hardware, una calculadora podría implementar matemáticas de punto flotante con código en memoria de solo lectura (ROM) y calcular funciones trigonométricas con el algoritmo CORDIC porque CORDIC no requiere mucha multiplicación. Los diseños de lógica serial de bits son más comunes en las calculadoras, mientras que los diseños de bit paralelo dominan las computadoras de propósito general, porque un diseño serial de bits minimiza la complejidad del chip , pero requiere muchos más ciclos de reloj . Esta distinción se difumina con las calculadoras de alta gama, que utilizan chips de procesador asociados con el diseño de sistemas integrados y de computadoras, más aún las arquitecturas Z80 , MC68000 y ARM , y algunos diseños personalizados especializados para el mercado de calculadoras.
Pascal y Leibnitz, en el siglo XVII, y Diderot en un período posterior, intentaron construir una máquina que pudiera servir como sustituto de la inteligencia humana en la combinación de cifras.
En 1893, se le pidió al inventor de la máquina calculadora alemana Arthur Burkhardt que pusiera la máquina de Leibniz en condiciones de funcionamiento si era posible. Su informe fue favorable, excepto por la secuencia en el acarreo.
uso de calculadoras se analizará como parte de una revisión del currículo nacional, después de que el ministro de educación, Nick Gibb, expresara su preocupación por el hecho de que la aritmética mental y escrita de los niños se viera afectada por la dependencia de estos dispositivos. Gibb dijo: "Los niños pueden volverse demasiado dependientes de las calculadoras si las usan a una edad demasiado temprana. No deberían recurrir a un dispositivo cada vez que necesitan hacer una suma simple. [...]"
