Imagine tratar de hacer sus impuestos o planificar un presupuesto sin al menos una calculadora básica. Ver más imágenes de gadgets esenciales. Puede haber habido un momento en que los cálculos más complicados que la gente necesitaba hacer se podían realizar con los dedos de las manos y los pies. Pero en estos días, es casi imposible para muchas personas imaginar hacer algo que involucre números, desde tareas de matemáticas hasta declaraciones de impuestos y dar propinas a los meseros en los restaurantes, sin la ayuda de al menos una calculadora de bolsillo básica. De hecho, las calculadoras electrónicas están tan extendidas ahora que es difícil creer que no se convirtieron en algo común hasta finales del 20 th . siglo.
Antes de la invención de la calculadora moderna, la gente usaba otras herramientas para el cálculo. El ábaco , por ejemplo, es un antepasado de la calculadora. Probablemente de origen babilónico, se cree que los primeros ábacos eran tableros en los que la posición de las fichas representaba valores numéricos. Sin embargo, el ábaco moderno, que algunas personas todavía usan hoy en día en China, Japón y el Medio Oriente, funciona moviendo cuentas a lo largo de cables que están ensartados en un marco [fuente:Britannica:Abacus].
A lo largo de gran parte del siglo pasado, algunas personas realizaron cálculos usando sumadoras mecánicas asistidas por motor y otras usaron tablas matemáticas y reglas de cálculo. -- dispositivos con escalas graduadas móviles que, según el tipo que tenga, pueden manejar todo, desde la multiplicación hasta la trigonometría [fuente:Britannica:regla de cálculo].
Finalmente, en la década de 1960, los avances en los circuitos integrados condujeron al desarrollo de calculadoras electrónicas, pero las primeras versiones de estos dispositivos, creadas por compañías como Sharp y Texas Instruments, se parecían muy poco a las que puede llevar hoy. en tu maletín o mochila.
Para obtener más información sobre la evolución de la calculadora electrónica moderna y ver cómo la demanda de los consumidores de calculadoras más pequeñas condujo a la creación de microchips que alimentan los electrodomésticos que usamos todos los días, siga leyendo.
Contenido
- Evolución de la Calculadora Electrónica
- Componentes de la calculadora
- Cómo calcula una calculadora
- Impacto de la tecnología de calculadora
Evolución de la Calculadora Electrónica
Las calculadoras gráficas tienen muchas funciones avanzadas, incluidas la resolución y representación gráfica de ecuaciones. Varias empresas de electrónica e inventores pueden reclamar una primicia en lo que respecta al desarrollo de la calculadora electrónica. Se dice que la compañía japonesa Sharp creó la primera calculadora de escritorio, la CS-10A, en 1964. Este modelo se parecía a una caja registradora y costaba tanto como un automóvil mediano [fuentes:Lewis, Sharp]. En 1967, Texas Instruments desarrolló lo que se conoce como la primera calculadora de mano portátil, un dispositivo que podía realizar sumas, restas, multiplicaciones y divisiones, en un proyecto que la compañía apodó "Cal Tech" [fuentes:Courier Mail, Texas Instrumentos].
Utilizando la tecnología "Cal Tech", Canon desarrolló la primera calculadora portátil para uso comercial, que debutó en 1970 con un precio de $400 [fuente:Texas Instruments]. Los años siguientes se convirtieron en una especie de carrera entre los fabricantes para hacer calculadoras más pequeñas, más accesibles y menos costosas. En 1972, el inventor británico Sir Clive Sinclair presentó la Sinclair Executive, considerada por muchos como la primera calculadora de bolsillo asequible del mundo [fuentes:The Press, Western Daily Press]. Su grosor era el de un paquete de cigarrillos.
Estos continuos avances en la tecnología de las calculadoras fueron posibles en gran medida gracias al desarrollo del microprocesador de un solo chip. a fines de la década de 1960. Antes de este tiempo, los ingenieros construyeron los "cerebros" informáticos de las calculadoras (y computadoras) con múltiples chips u otros componentes. Básicamente, un microprocesador de un solo chip permite que exista una unidad central de procesamiento (CPU) completa en un microchip de silicio. (Para obtener más información sobre esta tecnología, consulte Cómo funcionan los microprocesadores).
Intel Corp. creó el primer microprocesador de un solo chip disponible comercialmente, el Intel 4004, en 1971 [fuentes:Behar, Intel]. Era capaz de realizar aritmética básica, 4 bits de información en el momento. Sin embargo, el cofundador de Intel, Gordon Moore, predijo que la capacidad de un solo chip se duplicaría cada dos años. Esta teoría se conoce como "Ley de Moore", y hasta ahora sigue siendo válida. Las calculadoras no solo se volvieron más pequeñas a lo largo de los años, sino que se volvieron capaces de aplicaciones cada vez más avanzadas [fuente:Intel].
Hoy en día, además de las versiones modernas de la calculadora básica de bolsillo, las calculadoras gráficas y científicas complejas están disponibles y son utilizadas tanto por estudiantes como por profesionales como ingenieros. Muchos utilizan lenguajes informáticos conocidos y son programables según las necesidades del usuario. De hecho, cuando Texas Instruments presentó su modelo TI-92 en 1995, lo llamaron "una calculadora con el poder de un laboratorio de computación" [fuente:Texas Instruments]. Muchas calculadoras científicas y gráficas pueden realizar algunas de estas funciones:
Continúe leyendo la siguiente sección para obtener más información sobre las celdas solares, las placas de circuitos y algunas de las otras partes que componen una calculadora.
Componentes de la calculadora
Si ha leído la página anterior, ya sabe que las calculadoras portátiles necesitan microprocesadores de un solo chip para funcionar. Pero, ¿cómo se activa el microprocesador? Todo comienza con lo que hay en el exterior del dispositivo.
Muchas calculadoras modernas tienen una carcasa de plástico duradero, con aberturas simples en el frente que permiten que la goma pase, como un control remoto de televisión. Al presionar un botón, completa un circuito debajo de la goma, que envía impulsos eléctricos a través de una placa de circuito debajo. Esos impulsos se enrutan a través del microprocesador, que interpreta la información y envía una lectura a la pantalla de visualización de la calculadora.
Las pantallas de la mayoría de las primeras calculadoras electrónicas estaban compuestas por LED o diodos emisores de luz. . Los modelos más nuevos que consumen menos energía incorporan la pantalla de cristal líquido o LCD. En lugar de producir luz, las pantallas LCD reorganizan las moléculas de luz para crear un patrón en la pantalla y, en última instancia, no requieren tanta electricidad.
Las primeras calculadoras también tenían que estar enchufadas o usar baterías voluminosas. Pero a fines de la década de 1970, las células solares la tecnología se había vuelto lo suficientemente barata y eficiente como para usarla en productos electrónicos de consumo. Una celda solar genera electricidad cuando los fotones de la luz solar son absorbidos por semiconductores, como el silicio, en la celda. Esto golpea los electrones sueltos y el campo eléctrico de la celda solar los mantiene a todos viajando en la misma dirección, creando así una corriente eléctrica. (Algo así como una calculadora LCD solo necesitaría una corriente de bajo nivel, lo que explica por qué sus células solares son tan pequeñas). En la década de 1980, la mayoría de los fabricantes de calculadoras simples aprovechaban la tecnología de células solares. Sin embargo, las calculadoras científicas y gráficas más potentes siguen utilizando la energía de la batería.
En la siguiente sección, veremos más de cerca el código binario y cómo la calculadora realmente hace su trabajo.
¡Hola, Beghilos!Es posible que haya utilizado una calculadora de bolsillo en algún momento para deletrear palabras al revés, como 07734 ("hELLO"). Pero, ¿sabías que este idioma en realidad tiene un nombre? Se llama "BEGhILOS", por las letras más comunes que puedes crear usando una simple pantalla de calculadora.
Cómo calcula una calculadora
Como aprendió en las páginas anteriores, la mayoría de las calculadoras dependen de circuitos integrados , comúnmente conocidas como fichas. Estos circuitos utilizan transistores para sumar y restar, así como para realizar cálculos en logaritmos con el fin de realizar multiplicaciones, divisiones y operaciones más complicadas, como el uso de exponentes y la búsqueda de raíces cuadradas. Básicamente, cuantos más transistores tenga un circuito integrado, más avanzadas pueden ser sus funciones. La mayoría de las calculadoras de bolsillo estándar tienen circuitos integrados idénticos o muy similares.
Como cualquier dispositivo electrónico, los chips dentro de una calculadora funcionan reduciendo cualquier información que le des a su equivalente binario. Números binarios traducir nuestros números en un sistema de base dos, en el que representamos cada dígito por un 1 o un 0, duplicando cada vez que subimos un dígito. Al "activar" cada una de las posiciones, en otras palabras, al ponerle un 1, podemos decir que ese dígito está incluido en nuestro número total.
Los microchips usan lógica binaria al convertir transistores encendido y apagado literalmente, con electricidad. Entonces, por ejemplo, si quisieras sumar 2 + 2, tu calculadora convertiría cada "2" a binario (que se ve así:10) y luego los sumaría. Al agregar la columna de "unos" (los dos 0), obtienes 0:el chip puede ver que no hay nada en la primera posición. Cuando suma los dígitos en la columna "decenas", la ficha obtiene 1+1. Ve que ambos son positivos y, dado que no hay 2 en notación binaria, mueve la respuesta positiva un dígito a la izquierda, obteniendo una suma de 100, que, en términos binarios, es igual a 4 [fuente:Wright] .
Esta suma se enruta a través del chip de entrada/salida en nuestro circuito integrado, que aplica la misma lógica a la pantalla. ¿Alguna vez has notado la forma en que los números en una calculadora o reloj despertador están formados por líneas segmentadas? Cada una de esas partes de los numerales se puede encender o apagar usando esta misma lógica binaria. Entonces, el procesador toma ese "100" y lo traduce iluminando o encendiendo ciertos segmentos de las líneas en la pantalla para crear el número 4.
En la página siguiente, veremos el impacto de la calculadora en el mundo y cómo podemos esperar que se desarrollen en el futuro.
El motor diferencialUn ingeniero del ejército de Hesse ideó por primera vez un predecesor de la computadora moderna en 1786. Su idea era una máquina que pudiera imprimir tablas matemáticas calculando las diferencias entre varias ecuaciones. Debido a que lo hizo de forma secuencial y automática, estos "motores diferenciales" se consideran precursores importantes de la computadora moderna. Un equipo sueco de padre e hijo, los Scheutz, construyeron un motor diferencial funcional en 1853 que todavía se exhibe en el Instituto Smithsonian.
Impacto de la tecnología de calculadora
La calculadora ha tenido un profundo impacto en el mundo, haciendo que los cálculos sean más rápidos y exactos. En el aula, las calculadoras han brindado a muchos estudiantes la capacidad de aprender y poner en práctica fórmulas y conceptos complejos con mayor facilidad. Especialmente en los cursos de matemáticas de grado inferior, algunos profesores todavía no permiten su uso para asegurarse de que los estudiantes comprendan realmente los conceptos matemáticos y aprendan técnicas de resolución de problemas. Pero para muchos cursos de cálculo y trigonometría en la escuela secundaria, por ejemplo, las calculadoras gráficas son un requisito.
Sin embargo, ha habido cierta controversia con respecto al uso de calculadoras poderosas en clase, porque algunos creen que usar los dispositivos para hacer el trabajo que alguna vez hizo el cerebro de las personas puede resultar en la pérdida de la verdadera habilidad matemática. Investigaciones recientes sugieren que los estudiantes de física avanzados, por ejemplo, a menudo pueden verse obstaculizados en su aprendizaje por una dependencia excesiva de las ayudas matemáticas [Fuente:Bing]. Las calculadoras gráficas incluso han sido prohibidas en algunas clases debido a su alta capacidad de memoria. Los estudiantes pueden usar la memoria de sus calculadoras para hacer trampa al almacenar otra información, como tablas periódicas o respuestas de exámenes, en ellas.
Los ingenieros continúan logrando avances en la tecnología de las calculadoras y, a medida que se vuelven más y más complejos, las líneas entre las computadoras personales y las calculadoras clásicas pueden seguir desdibujándose. Para sus modelos actuales, algunas empresas están explorando componentes más ecológicos, incluido el desarrollo de fuentes de energía más eficientes y reciclables, e incluso utilizando materiales como teléfonos celulares reciclados en su fabricación.
Las calculadoras incluso se han movido en línea y tienen una serie de aplicaciones prácticas. Estos son algunos tipos específicos de calculadoras que puede encontrar en línea:
Todas estas versiones en línea usan los mismos principios que su calculadora de mano, pero presentan información de manera fácil de usar con acceso a bases de datos masivas de información relacionada. Prácticamente cualquiera puede usarlas, lo que demuestra que las calculadoras realmente ya no son solo herramientas para ingenieros, científicos y contadores.
Para obtener más información sobre la tecnología de las calculadoras y temas relacionados, consulte los enlaces en la página siguiente.
Allanando el caminoSi términos como "circuito integrado" y "microprocesador" le suenan familiares, no es una sorpresa. La introducción de Intel del microprocesador de un solo chip allanó el camino para varios de los dispositivos electrónicos que usamos a diario. Muchas herramientas y electrodomésticos, desde su computadora hasta su televisor e incluso su horno de microondas, pueden incorporar esta tecnología, pero apareció por primera vez en la calculadora.