Las calculadoras programables son calculadoras que pueden realizar automáticamente una secuencia de operaciones bajo el control de un programa almacenado . La mayoría son Turing completos y, como tales, son teóricamente computadoras de uso general. Sin embargo, sus interfaces de usuario y entornos de programación están diseñados específicamente para hacer que la realización de cálculos numéricos a pequeña escala sea conveniente, en lugar de un uso de propósito general.
Las primeras calculadoras programables, como la IBM CPC, utilizaban tarjetas perforadas u otros medios para el almacenamiento de programas. Las calculadoras electrónicas portátiles almacenan programas en tiras magnéticas, cartuchos de memoria extraíbles de sólo lectura, memoria flash o memoria de lectura/escritura respaldada por batería.
Desde principios de la década de 1990, la mayoría de estas unidades portátiles flexibles pertenecen a la clase de calculadoras gráficas . Sin embargo, antes de la fabricación en masa de pantallas LCD de matriz de puntos económicas, las calculadoras programables generalmente presentaban una pantalla numérica o alfanumérica de una línea . Los cuatro grandes fabricantes de calculadoras programables son Casio , Hewlett-Packard , Sharp y Texas Instruments . Todos los anteriores también han fabricado computadoras de bolsillo en el pasado, especialmente Casio y Sharp.
Muchas calculadoras de este tipo son LCD monocromáticas, algunas son de cuatro colores (rojo o naranja, verde, azul y negro) o, en el caso de algunas máquinas en la parte superior de la línea a partir de enero de 2022, colores similares a los monitores que muestran Gráficos de 16 o 32 bits. Como se utilizan para funciones gráficas, las pantallas de estas máquinas son direccionables por píxeles . Algunos tienen una pantalla táctil, zumbadores u otros productores de sonido, relojes internos, módems u otros dispositivos de conectividad, incluidos transceptores IrDA, varios tipos de puertos para periféricos como impresoras y puertos para tarjetas de memoria de varios tipos.
La amplia disponibilidad y el bajo costo de las computadoras personales, incluidas las computadoras portátiles , los teléfonos inteligentes y las tabletas, hicieron que las calculadoras programables quedaran obsoletas para la mayoría de las aplicaciones. Sin embargo, siguen siendo populares en la educación secundaria y terciaria . A menudo se requieren modelos de calculadora específicos para su uso en muchos cursos de matemáticas. Su uso continuo en educación suele estar justificado por la funcionalidad disponible estrictamente controlable. Por ejemplo, las calculadoras no suelen tener acceso directo a Internet y, por lo tanto, no pueden usarse para ayudar ilegalmente en los exámenes. Los restantes fabricantes de calculadoras programables dedican muchos esfuerzos a fomentar el uso continuo de estas calculadoras en matemáticas de secundaria. [1]
Las calculadoras programables permiten al usuario escribir y almacenar programas en la calculadora para resolver problemas difíciles o automatizar un procedimiento elaborado.
La capacidad de programación aparece más comúnmente (aunque no exclusivamente) en las calculadoras gráficas , ya que la pantalla más grande permite ver múltiples líneas de código fuente simultáneamente (es decir, sin tener que desplazarse a la línea de visualización siguiente/anterior). Originalmente, la programación de la calculadora tenía que realizarse en el propio lenguaje de comandos de la calculadora, pero a medida que los piratas informáticos descubrieron formas de eludir la interfaz principal de las calculadoras y escribir programas en lenguaje ensamblador , las empresas de calculadoras (particularmente Texas Instruments ) comenzaron a admitir la programación en modo nativo en su hardware de calculadora, primero revelando los ganchos utilizados para permitir que dicho código funcione y luego incorporando explícitamente instalaciones para manejar dichos programas directamente desde la interfaz de usuario.
En Internet se pueden encontrar muchos programas escritos para calculadoras . Los usuarios pueden descargar los programas a una computadora personal y luego cargarlos a la calculadora mediante un cable de enlace especializado , un enlace inalámbrico por infrarrojos o mediante una tarjeta de memoria. En ocasiones, estos programas también se pueden ejecutar mediante emuladores en la PC.
La programación de estas máquinas se puede realizar en la máquina, en el lado de la PC y cargarse como código fuente, o compilarse en el lado de la PC y cargarse como con Flash y algunas implementaciones de C/C++. Además de los paquetes de idiomas del lado de la computadora, como tigcc, hpgcc y otros, el software de enlace de PC disponible para las calculadoras TI, HP, Casio y Sharp contiene editores de programas; También hay SDK, emuladores y otras herramientas para usar en la computadora, y otras herramientas de fabricantes y de terceros, como el editor TI++. [2] También se pueden intercambiar programas, datos, etc. entre máquinas similares a través de los mismos puertos de la calculadora utilizados para la conectividad de la PC. Las herramientas de programación integradas que utilizan implementaciones de lenguajes no nativos incluyen el compilador C integrado para calculadoras Casio de la serie fx y el puerto TI-83 BBC Basic.
Una posibilidad que surge de lo anterior es escribir intérpretes, compiladores y programas traductores para lenguajes adicionales para programar las máquinas; BBC Basic ya ha sido portado a las series TI-83 y -84 y otros lenguajes integrados y herramientas de programación discutidos por muchos incluyen Fortran, awk, Pascal, Rexx, Perl, Common Lisp, Python, tcl y varios shells de Unix.
Los programas comúnmente disponibles para calculadoras incluyen desde solucionadores de problemas relacionados con matemáticas y ciencias hasta videojuegos , así como las llamadas demostraciones . Gran parte de este código es software gratuito creado por el usuario o incluso de código abierto , aunque también está disponible software comercial, especialmente para los mercados educativo y de ciencia/ingeniería. Las calculadoras programables tienen sitios web importantes con información, documentación, foros de mensajes, herramientas para descargar y otras cosas útiles para esta búsqueda; Los sitios principales de las calculadoras de cada fabricante son administrados por terceros con distintos grados de colaboración de las propias empresas: a saber, HPCalc.org, TICalc.org y CasioCalc.org (qqv.), y el dominio SharpCalc.org fue adquirido recientemente por una organización que indicó su intención de producir un sitio similar a los otros tres, además de información sobre las computadoras de bolsillo Sharp. Las propias empresas también tienen sitios como TIEducation.com con información y herramientas para las máquinas. [3]
En los primeros días, la mayoría de las calculadoras programables usaban un lenguaje de programación muy simplificado, a menudo basado en el registro de pulsaciones de teclas reales o en códigos de bytes si las pulsaciones de teclas se fusionaban. Las calculadoras que soportaban dicha programación eran Turing-completas si soportaban declaraciones condicionales y direccionamiento indirecto de la memoria. Ejemplos notables de calculadoras completas de Turing fueron la serie Casio FX-602P , la HP-41 y la TI-59 . La programación de pulsaciones de teclas todavía se utiliza en calculadoras de gama media como la HP 35s y la HP-12C .
BASIC es un lenguaje de programación muy extendido comúnmente adaptado a ordenadores de sobremesa y de bolsillo. Los lenguajes más comunes que se utilizan ahora en las calculadoras de alta gama son dialectos propietarios de estilo BASIC como los utilizados por Casio ( Casio BASIC o BasicLike) y TI ( TI-BASIC ) . Estos dialectos BASIC están optimizados para el uso de calculadoras, combinando las ventajas de BASIC y la programación mediante pulsaciones de teclas. Tienen poco en común con el BASIC convencional. [4] [5] [6] La versión para Ti-89 y posteriores tiene más funciones, incluido el conjunto completo de funciones y declaraciones de manipulación de cadenas y caracteres en Basic estándar.
Ya está disponible una adaptación completa de BBC Basic a la subfamilia de calculadoras TI-83. Se instala mediante un cable o conexión IrDA con una computadora.
RPL es un lenguaje de programación especial tipo Forth utilizado por Hewlett-Packard en sus dispositivos de alta gama. El primer dispositivo con calculadora RPL fue el HP-28C lanzado en 1987. [7]
El lenguaje PPL se introdujo con la calculadora HP Prime y es muy parecido a Pascal .
En 2014 se anunció y lanzó un ensamblador integrado en la TI 89 y calculadoras relacionadas.
A menudo se desaconsejaba la programación en lenguaje de máquina en los primeros modelos de calculadoras; sin embargo, los piratas informáticos dedicados a la plataforma descubrieron formas de evitar los intérpretes integrados en algunos modelos y programar la calculadora directamente en lenguaje ensamblador , una técnica que se descubrió y utilizó por primera vez en la TI-85 debido a un error de programación en una tecla de cambio de modo. . [ cita necesaria ] Cuando salió la TI-83 , TI y HP se habían dado cuenta de la necesidad de abordar las necesidades de soporte de los programadores caseros y comenzaron a poner bibliotecas y documentación en lenguaje ensamblador a disposición de los posibles desarrolladores. El software, en particular los juegos, ahora podría ser casi tan rápido y tan gráfico como sus contrapartes de Game Boy , y TI, en particular, formalizaría más tarde la programación ensambladora para admitir aplicaciones empaquetadas para futuras calculadoras como la TI-83 Plus y la TI-89. ; HP incluyó cierto soporte integrado para la programación en ensamblador en la HP-50g , su modelo de calculadora de primera línea en ese momento.
Los programas y kits de herramientas que permiten una programación integrada similar a un ensamblaje (a menudo Intel 80x86 , incluso si el procesador real de la calculadora es algo completamente diferente, como un chip Zilog o Motorola) se encuentran en la etapa beta en al menos dos implementaciones: la variante básica nativa. se puede mejorar mediante funciones y procedimientos definidos por el usuario, así como módulos de ensamblaje y C desarrollados en una computadora y cargados en la calculadora que permiten escribir y ejecutar programas de "pseudo ensamblaje" tal como lo harían los de tipo básico. Otros lenguajes como Rexx, awk, Perl y algunos shells de Unix también se pueden implementar de esta manera en muchas calculadoras de este tipo.
El paquete de desarrollo GCC está disponible para varios modelos de calculadoras Casio, HP y TI, lo que significa que se pueden usar C , C++ , Fortran 77 y lenguaje ensamblador en línea para desarrollar un programa en la computadora y luego cargarlo en la calculadora.
Los proyectos en desarrollo por parte de terceros incluyen convertidores, intérpretes, generadores de código, ensambladores de macros o compiladores integrados y/o del lado de la computadora para Fortran , otras variantes básicas, awk , C , Cobol , Rexx , Perl , Python , Tcl , Pascal. , Delphi y shells de sistemas operativos como lotes DOS/Win95, lotes OS/2, shells WinNT/2000, shells Unix y DCL .
Muchos modelos TI, Casio, Sharp y HP tienen intérpretes Lua que forman parte de la configuración predeterminada o se pueden agregar opcionalmente.
Algunas calculadoras ejecutan un subconjunto de Fortran 77 llamado Mini-Fortran; el compilador está en la calculadora, por lo que no es necesario conectarse a una PC para colocar programas en la máquina.
El compilador OnCalc C para la serie Casio fx-9860 ya está disponible. La computadora de bolsillo Sharp PC G850V tiene un compilador C integrado además de un ensamblador y un intérprete básico.
Una característica importante de las calculadoras programables es la disponibilidad de algún tipo de memoria persistente. Sin memoria persistente, los programas deben volver a ingresarse cada vez que se corta la energía, lo que hace que el dispositivo sea engorroso. La memoria persistente puede ser interna o en un dispositivo independiente. Algunas calculadoras programables emplean ambos esquemas.
Los lectores de tarjetas magnéticas estuvieron entre las primeras opciones de memoria persistente disponibles. [8] Los programas introducidos se guardan en bandas magnéticas. Eran fáciles de transportar y el lector/escritor era de tamaño compacto. Sin embargo, el lector/escritor, así como las tiras magnéticas, eran bastante caros. Los últimos y más destacados dispositivos en utilizar tiras magnéticas fueron el HP-41C y la TI-59 .
La memoria continua no pierde su contenido cuando se apaga la calculadora. Con memoria continua el usuario puede, por ejemplo, cambiar las pilas sin perder los programas introducidos. [9]
Los casetes compactos ofrecían una alternativa sencilla y económica a las tarjetas magnéticas. Por lo general, se usaba un módulo de interfaz, como el Casio FA-1 , para conectar la calculadora a una grabadora de casetes común, y los datos digitales se codificaban como señales de audio codificadas por desplazamiento de frecuencia . [10]
Sharp y Hewlett-Packard también vendieron grabadoras de micro o minicasetes dedicadas que se conectaban directamente a la calculadora. Estas configuraciones, si bien eran más prácticas y fiables, también eran más caras.
A medida que aumentaron las demandas de memoria, se volvió más difícil crear una verdadera memoria continua y los desarrolladores buscaron alternativas. En la memoria semicontinua el contenido sólo se conservaba si se observaban determinadas reglas de cambio de batería. Las reglas más comunes fueron:
Los programas y datos se transfieren a una computadora personal para su almacenamiento. La transferencia se realiza mediante los siguientes métodos de conexión (orden cronológico de aparición) RS-232 , IrDA y USB . Este método tiene la ventaja de ser muy rentable y suele ser más rápido que la interfaz de casete. Estas ventajas se ven compensadas por la necesidad de una computadora personal. Un primer ejemplo de conexión a PC es el Casio FX-603P junto con la interfaz Casio FA-6 . En esta configuración, la transferencia se realizó en texto plano para que el programa y los datos pudieran almacenarse y editarse con un editor de texto estándar .
A lo largo de la década de 1980 y principios de la de 1990, las calculadoras programables compitieron con las computadoras de bolsillo , y las calculadoras de alta gama compartían muchas similitudes. Por ejemplo, ambos tipos de dispositivos eran programables en BASIC no estructurado y, con pocas excepciones, presentaban teclados QWERTY . Sin embargo, también hubo algunas diferencias:
Las empresas solían tener ambos tipos de dispositivos en su cartera de productos. Casio, por ejemplo, vendió algunas calculadoras programables en BASIC como parte de su serie de calculadoras "fx-" (el "FX" estaba impreso en mayúsculas) [13] y computadoras de bolsillo, la serie dedicada "pb-", mientras que Sharp comercializaba todas las calculadoras BASIC-. Dispositivos programables como ordenadores de bolsillo.
Algunas calculadoras programables tienen uno o más métodos para conectarse a una PC para intercambiar datos, programas y software. Estos métodos incluyen IrDA, otros puertos serie inalámbricos, incluidos USB o RS-232 a través de enchufes de audio de 125 pulgadas o de otro tamaño, etc.
Algunas de las calculadoras programables más recientes contienen módems celulares como canal adicional de conectividad.
Las calculadoras programables pueden en muchos casos, a través de estas conexiones, utilizarse con periféricos como registradores de datos e interfaces para instrumentos como termómetros, medidores de pH, instrumentos meteorológicos de todo tipo, fotómetros, sondas y micrófonos de audio, dinamómetros, manómetros, voltímetros. , amperímetros, ohmímetros, aparatos de medición de electricidad atmosférica, contadores de iones, contadores Geiger y centelleómetros, altímetros, básculas, acelerómetros y muchos otros. Algunas máquinas también se pueden utilizar con osciloscopios y sus periféricos. Se pueden configurar otros, por ejemplo, recopilar datos de biorretroalimentación conectando dispositivos para medir el pulso, la presión arterial, la saturación de oxígeno, la resistencia galvánica de la piel, la temperatura corporal e incluso sondas de electrocardiograma y EEG a un registrador de datos que luego se conecta a la calculadora. y, entonces o más tarde, una PC.
Los programables HP y otros tienen una interfaz IrDA que les permite interactuar con las impresoras especialmente diseñadas para las calculadoras, las principales líneas de impresoras láser de HP, computadoras, otras calculadoras y otros dispositivos.
Muchas empresas también suelen disponer de pequeñas impresoras fabricadas específicamente para calculadoras que tienden a utilizar papel de cinta de caja registradora, puertos y cables para conectar las calculadoras a una computadora y/u otra calculadora, grabadoras de casetes para grabar programas y datos, pantallas de retroproyector, y conectores para dispositivos de visualización auxiliares. Las calculadoras programables anteriores, así como las computadoras de bolsillo mencionadas anteriormente, también tenían interfaces de video para televisores y monitores compuestos, unidades de minidisquetes de 2½ pulgadas, lectores de códigos de barras y conectividad RS-232 estándar que permitía otras funciones similares. cosas como módems, discos duros externos y más. La selección de impresoras para los ordenadores de bolsillo también fue un poco más amplia, incluyendo térmicas, de impacto, de matriz de puntos, de margarita, de bolígrafo de 4 colores e impresoras del tipo que se utilizan en las calculadoras de impresión más sencillas. Algunas calculadoras y computadoras de bolsillo tenían unidades de disquete externas de 3½ y 5¼ pulgadas, cables para conectar dos grabadoras de casetes, soportes que contenían una impresora y/o una grabadora de casetes en la que se deslizaba la máquina, etc.
También es posible conectar algunas máquinas a determinadas máquinas de escribir eléctricas para utilizarlas como impresora (las máquinas de escribir también se pueden conectar a PC para este fin, y la interfaz suele ser un conector estándar RS-232 y/o DIN). y en algunos casos para acceder a las unidades de disquete o microdisquete de la máquina de escribir.
