Una calculadora gráfica (también calculadora gráfica o calculadora de pantalla gráfica ) es una computadora portátil que es capaz de trazar gráficos , resolver ecuaciones simultáneas y realizar otras tareas con variables . Las calculadoras gráficas más populares son calculadoras programables , que permiten al usuario crear programas personalizados, generalmente para aplicaciones científicas, de ingeniería o educativas. Tienen pantallas grandes que muestran varias líneas de texto y cálculos.
Una de las primeras calculadoras gráficas fue diseñada en 1921 por la ingeniera eléctrica Edith Clarke . [1] [2] [3] La calculadora se utilizó para resolver problemas con la transmisión de líneas eléctricas. [4]
Casio produjo la primera calculadora gráfica disponible comercialmente en 1985. Sharp produjo su primera calculadora gráfica en 1986, seguida por Hewlett Packard en 1988 y Texas Instruments en 1990. [ cita requerida ]
Algunas calculadoras gráficas tienen un sistema de álgebra computacional (CAS), lo que significa que son capaces de producir resultados simbólicos. Estas calculadoras pueden manipular expresiones algebraicas, realizando operaciones como factorizar, expandir y simplificar. Además, pueden dar respuestas en forma exacta sin aproximaciones numéricas. [5] Las calculadoras que tienen un sistema de álgebra computacional se denominan calculadoras simbólicas o CAS.
Muchas calculadoras gráficas se pueden conectar a dispositivos como termómetros electrónicos , medidores de pH , instrumentos meteorológicos, medidores de decibelios y luz , acelerómetros y otros sensores y, por lo tanto, funcionan como registradores de datos , así como WiFi u otros módulos de comunicación para monitoreo, sondeo e interacción con el profesor. Los ejercicios de laboratorio de los estudiantes con datos de dichos dispositivos mejoran el aprendizaje de las matemáticas, especialmente la estadística y la mecánica. [6]
Dado que las calculadoras gráficas suelen ser programables por el usuario, también se utilizan ampliamente para utilidades y juegos de calculadora , con un cuerpo considerable de software de juegos creado por el usuario en las plataformas más populares. [7] La capacidad de crear juegos y utilidades ha estimulado la creación de sitios de aplicaciones de calculadora (por ejemplo, Cemetech ) que, en algunos casos, pueden ofrecer programas creados con el lenguaje ensamblador de las calculadoras . Aunque los dispositivos de juego portátiles se encuentran en un rango de precios similar, las calculadoras gráficas ofrecen una capacidad de programación matemática superior para juegos basados en matemáticas. Sin embargo, debido a la mala resolución de la pantalla, la velocidad lenta del procesador y la falta de un teclado dedicado, en su mayoría solo las prefieren los estudiantes de secundaria. [7]
Sin embargo, para los desarrolladores y usuarios avanzados como investigadores, analistas y jugadores, el desarrollo de software de terceros que involucra modificaciones de firmware, ya sea para juegos potentes o para explotar capacidades más allá de la hoja de datos publicada y el lenguaje de programación, es un tema polémico entre los fabricantes y las autoridades educativas, ya que podría incitar al uso injusto de la calculadora durante los exámenes estandarizados de la escuela secundaria y la universidad donde estos dispositivos son el objetivo.
La mayoría de las calculadoras gráficas, así como algunas calculadoras científicas no gráficas y calculadoras de programadores, se pueden programar para automatizar series de cálculos complejos y de uso frecuente, así como aquellos que son inaccesibles desde el teclado.
La programación propiamente dicha se puede realizar a menudo en una computadora y luego cargarla en las calculadoras. Las herramientas más comunes para esto incluyen el cable de conexión a la PC y el software para la calculadora en cuestión, editores de texto configurables o editores hexadecimales y herramientas de programación especializadas, como la implementación de varios lenguajes en la computadora que se menciona a continuación.
Las calculadoras más antiguas almacenaban los programas en tarjetas magnéticas y similares; la mayor capacidad de memoria ha hecho que el almacenamiento en la calculadora sea la implementación más común. Algunas de las máquinas más nuevas también pueden utilizar tarjetas de memoria.
Muchas calculadoras gráficas y científicas tokenizarán el texto del programa, reemplazando los elementos de programación textual con tokens numéricos cortos. Por ejemplo, tome esta línea de código TI-BASIC: Disp [A]. En un lenguaje de programación convencional, esta línea de código tendría nueve caracteres (ocho sin incluir un carácter de nueva línea). Para un sistema tan lento como una calculadora gráfica, esto es demasiado ineficiente para un lenguaje interpretado . Para aumentar la velocidad del programa y la eficiencia de codificación, la línea de código anterior tendría solo tres caracteres. "Disp_" como un solo carácter, "[A]" como un solo carácter y un carácter de nueva línea. Esto normalmente significa que los caracteres de un solo byte consultarán el gráfico ASCII estándar , mientras que los caracteres de dos bytes (por ejemplo, Disp_) construirán una cadena gráfica de caracteres de un solo byte pero conservarán el carácter de dos bytes en la memoria del programa. Muchas calculadoras gráficas funcionan de manera muy similar a las computadoras y usan versiones de conjuntos de caracteres derivados de ASCII de 7 bits, 8 bits o 9 bits o incluso UTF-8 y Unicode . Muchos de ellos tienen una herramienta similar al mapa de caracteres de Windows.
También tienen funciones similares a BASIC como chr$, chr, char, asc, etc., que a veces pueden ser más parecidas a Pascal o C. Un ejemplo puede ser el uso de ord , como en Pascal , en lugar del asc de muchas variantes de Basic, para devolver el código de un carácter, es decir, la posición del carácter en la secuencia de cotejo de la máquina.
Un cable o un transceptor IrDA que conecta la calculadora a una computadora facilita el proceso y amplía otras posibilidades, como la incorporación de programas de hojas de cálculo, bases de datos, gráficos y procesamiento de textos. La segunda opción es poder codificar los programas en la propia calculadora. Esta opción se ve facilitada por la inclusión de editores de texto de pantalla completa y otras herramientas de programación en el conjunto de funciones predeterminadas de la calculadora o como elementos opcionales. Algunas calculadoras tienen teclados QWERTY y otras se pueden conectar a un teclado externo que puede tener un tamaño cercano al de un teclado de computadora normal de 102 teclas. La programación es uno de los usos principales del software y los cables que se utilizan para conectar las calculadoras a las computadoras.
Los lenguajes de programación más comunes que se utilizan para las calculadoras son similares a los lenguajes de macros de teclas y variantes de BASIC . Estos últimos pueden tener un amplio conjunto de funciones (que se acerca al BASIC que se encuentra en las computadoras), que incluyen manipulación de caracteres y cadenas, sentencias condicionales y de ramificación avanzadas, sonido, gráficos y más, incluido, por supuesto, el enorme espectro de funciones matemáticas, de manipulación de cadenas, de bits, de bases numéricas, de E/S y de gráficos integradas en la máquina.
Los lenguajes para programar calculadoras se dividen en todos los grupos principales, es decir, código máquina, lenguajes de bajo nivel, de nivel medio, de alto nivel para sistemas y programación de aplicaciones, scripts, macros y lenguajes de pegamento, procedimentales, funcionales, imperativos y. La programación orientada a objetos se puede lograr en algunos casos.
La mayoría de las calculadoras que se pueden conectar a un ordenador pueden programarse en lenguaje ensamblador y código máquina, aunque en algunas calculadoras esto solo es posible mediante el uso de exploits. Los lenguajes ensamblador y de máquina más comunes son los de TMS9900 , SH-3 , Zilog Z80 y varios chips Motorola (por ejemplo, un 68000 modificado ) que sirven como procesadores principales de las máquinas, aunque muchos (no todos) están modificados en cierta medida por su uso en otros lugares. Algunos fabricantes no documentan e incluso desaconsejan levemente la programación en lenguaje ensamblador de sus máquinas porque deben programarse de esta manera armando el programa en el PC y luego imprimiéndolo en la calculadora mediante varios métodos improvisados.
Otros lenguajes de programación integrados incluyen lenguajes creados a propósito, variantes de Eiffel , Forth y Lisp , y facilidades de Command Script que son similares en función a la programación por lotes/shell y otros lenguajes de unión en computadoras, pero generalmente no tan completos. Los puertos de otros lenguajes como BBC BASIC y el desarrollo de intérpretes integrados para Fortran , REXX , AWK , Perl , shells de Unix (por ejemplo, bash , zsh ), otros shells ( DOS / Windows 9x , OS/2 y shells de la familia Windows NT , así como los relacionados 4DOS , 4NT y 4OS2 , así como DCL ), COBOL , C , Python , Tcl , Pascal , Delphi , ALGOL y otros lenguajes se encuentran en varios niveles de desarrollo.
Algunas calculadoras, especialmente aquellas con otras funciones similares a las de una PDA, tienen sistemas operativos reales, incluido el sistema operativo propietario de TI para sus máquinas más recientes, DOS , Windows CE y, en raras ocasiones, Windows NT 4.0 Embedded y siguientes, y Linux . Los experimentos con las máquinas TI-89 , TI-92 , TI-92 Plus y Voyage 200 muestran la posibilidad de instalar algunas variantes de otros sistemas, como una variante reducida de CP/M-68K , un sistema operativo que se ha utilizado para dispositivos portátiles en el pasado.
En el lado del ordenador se utilizan herramientas que permiten programar las calculadoras en C/C++ y posiblemente Fortran y lenguaje ensamblador, como HPGCC , TIGCC y otras. La memoria flash es otro medio de transmisión de información hacia y desde la calculadora.
Las variantes BASIC integradas en las calculadoras gráficas TI y los lenguajes disponibles en las calculadoras tipo HP-48 pueden usarse para la creación rápida de prototipos por parte de desarrolladores, profesores y estudiantes, a menudo cuando no se tiene una computadora a mano.
La mayoría de las calculadoras gráficas tienen hojas de cálculo integradas que suelen integrarse con Microsoft Excel en el lado de la computadora. En este momento, no se encuentran en el mercado hojas de cálculo con macros y otras funciones de automatización en el lado de la calculadora. En algunos casos, las funciones de lista, matriz y cuadrícula de datos se pueden combinar con el lenguaje de programación nativo de la calculadora para tener el efecto de una hoja de cálculo con macros y scripts habilitados.
