Calculadora

La versión actual de la página aún no ha sido revisada por colaboradores experimentados y puede diferir significativamente de la versión revisada el 15 de diciembre de 2021; las comprobaciones requieren 34 ediciones .

Calculadora ( lat.  calculātor "contador"): un dispositivo informático electrónico para realizar operaciones con números o fórmulas algebraicas .

La calculadora ha reemplazado a los dispositivos de cómputo mecánicos , como el ábaco , el ábaco , las reglas de cálculo, los aritmómetros mecánicos o electromecánicos , así como las tablas matemáticas (principalmente tablas de logaritmos ).

Dependiendo de las capacidades y el alcance previsto de la aplicación, las calculadoras se dividen en simples, contables, de ingeniería (científicas), financieras. Las calculadoras programables generalmente se distinguen en clases separadas , que permiten realizar cálculos complejos de acuerdo con un programa preestablecido, así como calculadoras gráficas que respaldan la construcción y visualización de gráficos . Las calculadoras especializadas están diseñadas para realizar cálculos en un área bastante estrecha ( financiera , construcción, etc.)

Por diseño, las calculadoras pueden ser de escritorio o compactas (de bolsillo). Algunos modelos tienen interfaces para conectar una computadora personal , un dispositivo de impresión , un módulo de memoria externo u otros dispositivos externos. Las computadoras personales modernas , los teléfonos celulares , las PDA e incluso los relojes de pulsera pueden tener programas similares a las calculadoras .

El término "calculadora" también se refiere a programas especializados que están integrados en sitios web (por ejemplo, "calculadora de calorías", "calculadora de tallas de ropa", etc.) o en electrodomésticos (por ejemplo, una calculadora médica simple puede integrarse en un simulador deportivo ).

Etimología

La palabra latina calculadora "contador, contador" proviene del verbo calculo "cuento, cuento", que, a su vez, proviene de la palabra cálculo "guijarro" (los guijarros se usaban para contar); cálculo es un diminutivo de calx "cal".

En la Unión Soviética , el término "microcalculadora" se utilizó para referirse a un dispositivo informático electrónico de tamaño pequeño, que se utilizó por primera vez en 1974 para la microcalculadora " Elektronika B3-04 ". Tanto las computadoras de escritorio como las microcalculadoras se denominaron oficialmente "EKVM" (abreviatura de computadoras con teclado electrónico ) [1] . Actualmente, el término "calculadora" se usa tanto para calculadoras de escritorio como de bolsillo, pero el término "microcalculadora" también se puede usar en relación con los mismos dispositivos, por lo que estos términos pueden considerarse sinónimos.

Tipos de calculadoras

Historia

La historia de las computadoras, incluidas las calculadoras, comienza tradicionalmente con la máquina sumadora de Pascal , creada en 1643 por Blaise Pascal , y la máquina sumadora de Leibniz , inventada en 1673 por el matemático alemán Gottfried Wilhelm Leibniz . En 1876, el matemático ruso P. L. Chebyshev creó un aparato de suma con una transmisión continua de decenas. En 1881, también diseñó un prefijo para la multiplicación y la división ( máquina sumadora de Chebyshev ). La producción en masa de dispositivos mecánicos de automatización de conteo comenzó a fines del siglo XIX : las máquinas sumadoras , los tabuladores y las máquinas sumadoras se convirtieron en una verdadera ayuda en la contabilidad, la estadística y los cálculos de ingeniería.

Los dispositivos informáticos de teclado electrónico se crearon en la década de 1950 utilizando primero relés y luego componentes semiconductores . Los primeros dispositivos de este tipo tenían el tamaño de un gabinete y pesaban más de cien kilogramos. Entonces, en 1957, Casio lanzó una de las primeras calculadoras en serie 14-A [6] . Realizó cuatro operaciones aritméticas en números decimales de 14 bits. El diseño utilizó un relé, pesó 140 kg y se hizo en forma de mesa con una unidad de computadora de pedestal, teclado y pantalla, y consumió 300 W durante la operación [7] .

En 1961, el Reino Unido lanzó la primera calculadora  ANITA MK VIII completamente electrónica producida en masa con un indicador de lámpara de descarga de gas de 11 dígitos, un teclado completo para ingresar un número + diez teclas para ingresar un multiplicador. En la URSS en 1964, se lanzó la primera calculadora electrónica en serie doméstica " Vega " [8] , en los EE. UU. en el mismo año apareció una calculadora masiva de transistores FRIDEN 130 (4 registros, notación polaca inversa ).

Las calculadoras de estado sólido rápidamente se volvieron más complejas. En 1965, Wang Laboratories lanzó la calculadora Wang LOCI-2 , que podía calcular logaritmos , Casio presentó la primera calculadora con memoria incorporada "Casio 001" (dimensiones 37 × 48 × 25 cm, peso 17 kg), y Olivetti lanzó la "Programma 101": la primera calculadora que podía guardar un programa y realizar cálculos en él repetidamente. En 1967, Casio presentó su calculadora programable de escritorio AL-1000 , y comenzó en la URSS la producción de EDVM-P, una calculadora con el cálculo de funciones trascendentales. Finalmente, en 1969, Hewlett-Packard lanzó la calculadora científica programable de escritorio HP 9100A. Implementó operaciones integradas para calcular todas las funciones matemáticas básicas, tenía 16 registros de memoria adicionales, memoria de programa para 192 pasos y permitía escribir programas con lógica compleja. Se proporcionó para la conexión de un dispositivo de almacenamiento de datos en tarjetas magnéticas, una impresora especializada y un módulo de interfaz para la salida de datos a una impresora IBM. Por separado, se vendió una unidad de expansión de memoria con un volumen de 3472 pasos de programa o 248 registros de memoria (la memoria se distribuía entre el programa y los registros, según la necesidad). La calculadora se colocó sobre la mesa y pesaba unos 18 kg. La HP 9100A y su versión ampliada, la HP 9100B, fueron probablemente las calculadoras de semiconductores discretos más avanzadas.

Las calculadoras de sobremesa y de bolsillo de pequeño tamaño se fabrican desde 1970, tras la llegada de los circuitos integrados , que redujeron drásticamente el tamaño, el peso y el consumo de energía de los dispositivos electrónicos. En 1970, Sharp y Canon comenzaron a vender calculadoras que se podían sostener en la mano (con un peso aproximado de 800 g). En 1971, apareció la primera calculadora Bomwar 901B verdaderamente de bolsillo (131 × 77 × 37 mm)  ; realizaba 4 operaciones aritméticas, tenía una pantalla LED y costaba $240.

En 1972, Hewlett Packard lanzó la HP-35  , la primera calculadora de bolsillo de ingeniería que admite funciones trigonométricas directas e inversas, logaritmos y antilogaritmos, enraizamiento y elevación a una potencia arbitraria; Se utilizó lógica RPN con cuatro registros operativos, hubo un registro de memoria adicional. El modelo fue muy popular, se vendieron más de 300 000 copias en 3,5 años a un precio de 395 USD (alrededor de 2366 USD a precios de 2018). El HP-35 fue el antepasado de toda una familia de calculadoras Hewlett Packard que usaban RPN, y entró en la lista de "hitos IEEE " respaldada por IEEE de inventos y dispositivos históricamente significativos en el campo de la ingeniería eléctrica y la electrónica. En 2007, específicamente en memoria de este modelo, la compañía lanzó una calculadora llamada " HP-35s " - una calculadora programable de ingeniería no gráfica con lógica RPN, conservando, en la medida de lo posible, el diseño general de la HP-35 y teniendo cierta similitud con ella.

En 1973, apareció a la venta la calculadora Sharp EL-805 , en la que se utilizó por primera vez una pantalla LCD , en 1978, una calculadora de bolsillo de tarjeta Casio Mini (3,9 mm de espesor). En 1979, Hewlett Packard lanzó la primera calculadora con pantalla alfanumérica: HP-41C , programable, con la capacidad de conectar módulos adicionales: RAM, ROM, lectores de códigos de barras , casetes de cinta magnética, disquetes, impresoras, etc. En 1985, el Apareció la primera calculadora programable con pantalla gráfica Casio FX-7000G .

En general, en la segunda mitad de la década de 1980 y la década siguiente, se produjo un proceso de reducción del coste de las calculadoras y de reducción de su consumo energético . Aumentó significativamente la duración de la batería de las calculadoras. Alimentadas por paneles solares y las pantallas LCD de los exóticos han pasado a la categoría de equipos ordinarios, al mismo tiempo, las calculadoras con indicadores LED prácticamente han desaparecido del uso (con la excepción de los modelos de escritorio individuales).

A pesar del uso generalizado de las computadoras, incluidas las portátiles, así como de los gadgets con gran poder de cómputo ( teléfonos inteligentes , tabletas , mini-laptops, incluso relojes ), las calculadoras continúan siendo demandadas en el mercado en pleno siglo XXI. La demanda se reduce solo para las calculadoras de bolsillo más simples, que se utilizan para cálculos domésticos ocasionales. [4] No es raro observar una situación en la que un usuario que trabaja en una computadora poderosa mantiene una calculadora sobre la mesa y accede a ella periódicamente. La ventaja de las calculadoras "reales" sigue siendo la ergonomía diseñada para una aplicación específica, la facilidad de manejo, un mínimo de operaciones de servicio necesarias, portabilidad y una batería de larga duración.

La funcionalidad de las calculadoras no ha cambiado mucho desde finales del siglo XX. Una innovación fundamental fue el suministro de los mejores modelos de calculadoras científicas con sistemas de álgebra simbólica. La velocidad de los cálculos y la cantidad de memoria de las calculadoras programables han crecido, respectivamente, los lenguajes utilizados se han vuelto más complicados y las posibilidades han aumentado. El indicador de siete segmentos se conserva solo en las calculadoras más simples; en las científicas, da paso a una pantalla gráfica completa (a menudo a color). La disponibilidad de pantallas LCD baratas hizo posible no solo mostrar de forma más natural las fórmulas dadas en las calculadoras científicas ordinarias, sino también crear una nueva clase de calculadoras, las gráficas, que permiten mostrar los resultados de los cálculos en forma gráfica. También en los últimos años, han aparecido pantallas táctiles en las calculadoras de ingeniería.

En el Imperio Ruso/URSS/Rusia

Excepto por las cuentas rusas habituales , el primer dispositivo producido en masa para automatizar cálculos en Rusia fue la máquina sumadora de Odner . Inventada en 1874, la máquina sumadora ha sido producida en masa desde 1890 en la Planta Mecánica de San Petersburgo . El modelo resultó ser tan exitoso que se fabricó durante noventa años, hasta finales de la década de 1970, con solo pequeñas mejoras (el modelo Felix-M ).

En la década de 1950, se inició la producción en masa de calculadoras electromecánicas con accionamiento eléctrico en la URSS: los modelos Bystritsa, VMM, VMP, etc.. En 1964 , se desarrolló y comenzó a fabricarse en masa la primera calculadora de escritorio totalmente electrónica en la URSS " Vega ". producción. , que utilizó semiconductores discretos y memoria en elementos de ferrita [9] .

La primera calculadora soviética hecha con microcircuitos es Iskra 111T . Las calculadoras programables comenzaron a producirse en 1972 con el escritorio " Iskra 123 ". En 1974, se lanzó la primera calculadora de bolsillo: " Electrónica B3-04 "; Fue en relación con él que se utilizó por primera vez el término "microcalculadora". Elektronika B3-18 se convirtió en la primera calculadora de ingeniería soviética masiva : salió a la venta en 1976, posteriormente se modificó dos veces (B3-18A y B3-18M) y se produjo hasta mediados de la década de 1980. A partir de la segunda mitad de la década de 1970, en la URSS se dominó la producción de calculadoras de todo tipo y propósito; el número total de tipos de calculadoras soviéticas es de aproximadamente cien, entre ellos hay análogos de modelos occidentales y desarrollos completamente propios.

La primera calculadora programable de bolsillo en la URSS fue " Elektronika B3-21 " producida desde 1977; utilizó lógica RPN con dos registros operativos, memoria para 13 registros y 60 pasos de programa. La calculadora se convirtió en el antecesor de la serie, que incluía, además de ella, calculadoras de escritorio MK-46 , MK-64 , MC-1103 , compatibles en arquitectura y sistema de comando, con características adicionales: podían funcionar como un medio de control el proceso de producción, para lo cual dispusieron de un sistema de entrada con un voltímetro de 8 canales y un indicador adicional para visualizar la desviación del valor medido respecto al calculado.

En 1979 apareció la calculadora programable B3-34 , producida en una caja similar a la B3-21, pero significativamente superior en capacidades e incompatible en cuanto al sistema de mando. Más tarde, apareció su análogo funcional MK-54 , en el que se utilizaron microcircuitos no empaquetados, por lo que se redujeron el tamaño, el peso y el precio. MK-56  - versión de escritorio de MK-54. Los tres modelos son totalmente compatibles con el software, se publicaron varios libros de referencia conocidos con programas para cálculos científicos y técnicos, así como una serie de artículos en las revistas populares " Tecnología para la juventud " y " Ciencia y vida ", enseñar programación, describir las características de las calculadoras y contener ejemplos de programas, desde técnicos hasta juegos. En 1985, aparecieron dos nuevos modelos de la misma gama, el MK-61 y el MK-52 , con un conjunto de funciones ampliado y memoria aumentada. El MK-52 tenía una memoria no volátil incorporada para almacenar programas o datos y permitía la conexión de unidades de expansión de memoria (PDU) con bibliotecas de programas. En 1985, la editorial " Nauka " publicó la primera edición del libro de referencia más masivo de la URSS sobre cálculos en microcalculadoras prof. V. P. Dyakonov , la circulación de las tres ediciones del libro ascendió a 1,05 millones de copias.

Desde 1986, se produce la calculadora Electronics MK-85 (modificación - MK-85M), programable en lenguaje BASIC . Después del colapso de la URSS, la producción propia de calculadoras en Rusia se suspendió por completo y no se ha restaurado hasta el día de hoy. Con excepciones literalmente aisladas (por ejemplo, producidas por copias individuales del MK-161 ), todas las calculadoras en el mercado ruso son de fabricación extranjera [4] .

Construcción

Una calculadora típica tiene una pantalla (indicador), un teclado, hechos en un solo estuche, que también contiene el circuito electrónico y las baterías de la calculadora.

Mostrar

Como pantalla en las calculadoras modernas, se utilizan principalmente indicadores en cristales líquidos ( LCD ). Las calculadoras contables profesionales están disponibles tanto con pantalla LCD como con pantalla fluorescente de vacío (esta última consume mucha más electricidad, pero es claramente visible con poca luz ambiental).

Dependiendo del propósito de la calculadora, la información se muestra en los siguientes tipos de indicadores:

Teclado

El teclado de las calculadoras contiene teclas (botones), presionando que proporciona la entrada de números y la realización de operaciones y funciones. El teclado contiene al menos las siguientes teclas:

Además de las teclas obligatorias enumeradas, la calculadora puede contener (y generalmente contiene) más o menos teclas para calcular funciones, trabajar con registros de memoria y controlar el orden de los cálculos. Al presionar dichas teclas, se lleva a cabo la operación correspondiente o el cálculo de la función indicada en él, a partir del número que se muestra en el indicador de la calculadora. La lista de funciones admitidas está determinada por el modelo de la calculadora. Las calculadoras con lógica de cálculo algebraico también tienen llaves de paréntesis .

En las calculadoras más simples, una tecla corresponde a una función . Con un aumento en el número de funciones admitidas, el teclado comienza a crecer de manera inaceptable, por lo tanto, en las calculadoras de ingeniería que admiten de decenas a cientos de funciones, el teclado o parte de él funciona en un modo combinado: dos o más funciones corresponden a uno tecla, una de las designaciones se aplica a la tecla en sí, la segunda, por encima de ella (a veces, la tercera está al lado de la segunda). En este caso, se coloca en el teclado la tecla modificadora “F” (también conocida como “Shift” o “2nd ” ). Presionar esta tecla inmediatamente antes de presionar la tecla de doble propósito hace que no funcione la función principal, sino la función adicional de la última tecla. A veces, se pueden asignar tres o cuatro funciones a una tecla, en tales casos, las designaciones se escriben en la parte superior, inferior, lateral de la tecla, en un color diferente, etc., y se usan teclas especiales para ingresar la tercera o cuarta función (por ejemplo, " 3 ra » o "K"). También es posible cambiar los modos de funcionamiento de la calculadora y seleccionar la función a realizar según el modo. Por ejemplo, una tecla puede realizar la función trigonométrica habitual, después de presionar "F", al revés; pero al mismo tiempo, la calculadora se puede cambiar al modo de cálculo estadístico usando una tecla o interruptor separado, en cuyo caso la misma tecla llamará a uno de los comandos de procesamiento estadístico.

En algunos modelos, como la TI-30X Pro, los nombres de varias funciones están impresos en un botón y la función deseada se selecciona presionando el botón varias veces seguidas hasta que la función deseada aparece en la pantalla.

El teclado de la calculadora está diseñado para trabajar con una sola mano, por lo que casi nunca se usan combinaciones de varias teclas presionadas simultáneamente. Una excepción pueden ser las operaciones de servicio que se usan muy raramente (por ejemplo, la operación de borrar toda la memoria en una calculadora con una gran cantidad de registros).

Procesador y memoria

El procesador y la memoria de las calculadoras modernas son microcircuitos físicamente electrónicos de un grado de integración grande y extra grande. Las calculadoras utilizan tanto microcircuitos especializados como universales. Por ejemplo, las calculadoras de la serie TI-89 utilizan un procesador típico de la familia Motorola 680x0 , que se usa ampliamente en dispositivos móviles y sistemas integrados. Una parte importante de las calculadoras utiliza la representación interna de números en forma de código decimal codificado en binario (BCD), lo que simplifica enormemente los esquemas de entrada y salida, pero afecta negativamente la velocidad de los cálculos y requiere algo más de memoria (alrededor de 4/log₂10 ≈ 1,2 veces) para almacenar la misma cantidad de datos en comparación con la codificación binaria convencional.

La memoria de la calculadora es lógicamente (desde el punto de vista del usuario) en la mayoría de los casos un conjunto de registros , cada uno de los cuales puede almacenar un solo número. La calculadora tiene al menos dos registros operativos que almacenan datos que se están procesando actualmente. Tradicionalmente, el primer registro operativo (cuyo valor se muestra en la pantalla de la calculadora) se designa como "X", y el segundo registro operativo (que almacena el operando ingresado previamente ) como "Y".

Además, la calculadora puede asignar uno o más registros de memoria accesibles por comandos para almacenar constantes o resultados intermedios de cálculos. En calculadoras con un registro de memoria, las teclas para controlar este registro generalmente se indican de la siguiente manera:

Cuando el registro de la memoria contiene un valor distinto de cero, el indicador muestra un símbolo de servicio (generalmente la letra M ).

Si hay varios registros de memoria, generalmente se numeran o indican con letras del alfabeto latino. En este caso, para realizar operaciones con registros, se utilizan las teclas con las designaciones anteriores, luego de lo cual se presionan adicionalmente las teclas numéricas o alfabéticas correspondientes.

En los modelos modernos más avanzados de ingeniería y calculadoras programables, no se utiliza el trabajo directo con registros de memoria por sus números. En cambio, el usuario tiene la capacidad de describir variables con nombres específicos y operar con ellas ingresando fórmulas con los nombres de estas variables.

Baterías

Como pilas para la calculadora se pueden utilizar pilas de sal, alcalinas o de iones de litio o pilas recargables . Las calculadoras modernas, la mayoría de las cuales tienen un consumo de energía extremadamente bajo, casi universalmente usan pilas alcalinas de disco en miniatura . Como novedad, la calculadora, con un uso diario, puede funcionar desde varios meses hasta varios años. Algunos fabricantes suministran calculadoras con paneles solares, cuya potencia es suficiente para el funcionamiento de una calculadora de ingeniería de capacidad media, o potencia dual, es decir, una combinación de baterías solares y químicas. Al mismo tiempo, la presencia de una batería solar elimina parte de la carga de la batería, prolongando la vida útil de la batería de la calculadora, y la batería garantiza un funcionamiento estable en condiciones de poca luz. Solo las calculadoras programables más complejas y productivas requieren baterías potentes y de gran capacidad; pueden usar varias celdas o baterías grandes. También se puede utilizar, especialmente en modelos de escritorio o modelos con impresora, alimentados por la red eléctrica a través de un adaptador de CA adecuado.

Lógica de operación

La calculadora implementa una (muy rara vez dos) de las tres opciones de lógica de operaciones , es decir, el orden en que se ingresan los comandos, que se requiere para realizar cálculos aritméticos (comandos de suma , resta , multiplicación y división ). Estos son la lógica aritmética, la lógica algebraica y la lógica de cálculo con notación polaca inversa . Los dos primeros se basan en la notación de infijos (cuando se coloca un signo de operación binaria entre los operandos en una fórmula ), el último se basa en la notación de sufijos (cuando el signo de operación se coloca después de los operandos a los que se refiere).

Lógica aritmética

La lógica aritmética se basa en notación infija sin precedencia ni paréntesis. Para realizar la operación “a * b” (donde “*” es una operación binaria arbitraria), el usuario primero ingresa el valor a, luego presiona una de las teclas de operación binaria (“+”, “-”, “×”, “÷”, también es posible "y x "), luego teclea el valor b y presiona la tecla "=". La operación ingresada se realiza en los números ayb, y su resultado se muestra en la pantalla. Si en lugar de "=" el usuario presiona la tecla de operación binaria nuevamente, sucederá lo mismo: se ejecutará la operación ingresada anteriormente y se mostrará su resultado, pero este resultado se convertirá en el primer operando para la operación cuya tecla fue presionado.

Entonces, por ejemplo, para calcular el valor de la expresión "30 * 5 + 45", el usuario debe presionar secuencialmente las teclas: "3" , "0" , "×" , "5" , "+" , "4 " , "5" , "=" . En este caso, después de presionar el signo más, se realizará la multiplicación de 30 por 5, previamente ingresada, se mostrará en la pantalla el resultado 150 y después del signo igual se mostrará el resultado final 195. La lógica aritmética no asume la presencia de prioridades de operación, todas las operaciones se realizan en el orden en que se ingresan. Entonces, un intento de calcular la expresión 1 + 2 × 3 presionando los botones en la secuencia "1" , "+" , "2" , "×" , "3" , "=" conducirá a un resultado incorrecto, porque primero se realizará la suma, y ​​solo luego la multiplicación, que dará como resultado 9, y no 7, como debería resultar de acuerdo con las reglas de las matemáticas. Para obtener el resultado correcto, el usuario debe cambiar el orden de entrada: primero realice la operación de multiplicación y luego la suma.

Lógica de sufijos aritméticos

Un tipo de lógica aritmética que utiliza la notación de sufijos para la suma y la resta. Una característica distintiva de las calculadoras con esta lógica es la presencia de teclas con las designaciones "+=" y "-=" . La pulsación de estas teclas conduce al cálculo, respectivamente, de la suma y la diferencia de los dos últimos números introducidos. Por ejemplo, para calcular 2 - 3 , presione [2] [+=] [3] [-=] . En este caso, las operaciones de multiplicación y división se realizan de la forma habitual. Actualmente, las calculadoras con dicha lógica se producen y utilizan para cálculos contables.

Lógica algebraica

La lógica algebraica se basa en la notación infija de las operaciones, pero, a diferencia de la lógica aritmética, tiene en cuenta las prioridades de las operaciones aceptadas en matemáticas en los cálculos y permite el uso de corchetes. Una sola operación binaria se realiza exactamente de la misma manera que en el caso de la lógica aritmética, pero al realizar cálculos en cadena al ingresar una operación cuya prioridad es mayor que la prioridad de una ingresada previamente, o al ingresar un paréntesis de apertura, la calculadora guarda los operandos ingresados ​​previamente en registros internos y le permite continuar con la entrada. Y solo cuando el usuario presiona la tecla “=”, o ingresa una operación con una prioridad más baja o un paréntesis de cierre, se calcula el resultado de la expresión ingresada o parte de ella.

La lógica algebraica le permite realizar cálculos sobre fórmulas matemáticas, ingresando datos, operaciones y paréntesis en el orden en que están escritos en la fórmula, sin pensar en el orden correcto de las operaciones. La contrapartida de esta conveniencia es la complejidad de la calculadora, ya que se requieren registros operativos adicionales para almacenar operandos en los que aún no se han realizado operaciones. Cada par de paréntesis anidados y cada operación de alta prioridad después de la de baja prioridad requiere dos registros operativos: uno para almacenar el operando y otro para la operación pendiente. Entonces, por ejemplo, al calcular la fórmula:

de acuerdo con las reglas de precedencia, ninguna de las operaciones puede realizarse antes de que se ingrese el último parámetro j ; para cuando el usuario ingrese el primer paréntesis de cierre, la calculadora debe almacenar 10 operandos y 9 operaciones en registros operativos.

Dado que el número de registros es limitado, para las calculadoras de lógica algebraica existe un límite en la complejidad de la expresión que se puede calcular sin transformación. Las calculadoras de ingeniería más simples pueden tener un límite de 3 a 5 números pendientes (respectivamente, la misma cantidad de pares de corchetes anidados y operaciones pendientes en la fórmula calculada), más complejas, hasta una docena o más.

La prioridad y la asociatividad de la suma, la resta, la multiplicación y la división corresponden a las aceptadas en matemáticas, pero otras calculadoras pueden realizar otras operaciones binarias de manera diferente. Por ejemplo, la exponenciación en cadena “ 2 ^ 3 ^ 4 = ” [10] en diferentes modelos puede significar 2 3 4 o (2 3 ) 4 , y “ − 2 ^ 2 = ” puede significar tanto (−2) 2 como −( 2 2 ). Para garantizar la exactitud de los cálculos, es necesario estudiar cuidadosamente la documentación de un modelo de calculadora en particular y, en situaciones ambiguas, usar corchetes adicionales. Algunos modelos de calculadoras insertan automáticamente corchetes adicionales en el campo de entrada para mostrar las prioridades de las operaciones [11] .

Lógica inversa sin paréntesis

Este tipo de lógica se basa en la llamada notación polaca inversa (RPN, Reverse Polish Notation) de expresiones, en la que los valores de los operandos se escriben primero en una fila, y luego el signo de la operación que se está realizando. .

La arquitectura de las calculadoras con lógica inversa sin paréntesis se caracteriza por la presencia de una pila de registros operativos con un tamaño de al menos tres (generalmente denotados por X, Y, Z) y un comando específico, denotado en el teclado como "↑" ( también "ENTER" , "B↑" , "E↑" ). El valor ingresado desde el teclado o recuperado del registro de memoria se coloca en el registro X y se muestra en la pantalla. El comando "↑" cambia los valores en la pila en la dirección X → Y → Z → (y más, si hay más registros en la pila), es decir, esta operación le permite separar la entrada de operandos sucesivos . Cuando el usuario presiona cualquier tecla de operación, esta operación se realiza sobre los operandos en la pila (generalmente sobre los valores en los registros Y y X), y el resultado se coloca en el registro X. El resto de los valores en la pila se desplazan hacia atrás en la dirección →Z→Y. La siguiente tabla muestra el orden en que se evalúa la expresión "1 + 2 × 3" en una calculadora RPN y el contenido de los registros de la pila después de presionar cada tecla (suponiendo que la pila se puso inicialmente a cero por completo).

Registro T 0 0 0 0 0 0 0 0
Registro Z 0 0 0 0 una una 0 0
Registrar Y 0 0 una una 2 2 una 0
Registro X (pantalla) 0 una una 2 2 3 6 7
Tecla presionada "una" "↑" "2" "↑" "3" "×" "+"
Operación en progreso aporte cambio aporte cambio aporte "2 × 3" "1+6"

A veces, las calculadoras con RPN tienen un registro operativo adicional, en el que, después de la operación, se guardan los contenidos anteriores del registro X. Si es necesario, este valor se puede recuperar mediante un comando especial. Los paréntesis no son necesarios en RPN porque las operaciones se realizan en el orden en que se ingresan.

RPN es funcionalmente similar a la notación de infijo entre paréntesis regular, pero las mismas expresiones requieren menos pulsaciones de teclas para evaluar. La práctica muestra que aprender a usar RPN es bastante simple, pero para usar de manera efectiva una calculadora con lógica de paréntesis inverso, se requiere capacitación preliminar y un mantenimiento constante de las habilidades. Entre las calculadoras de ingeniería comunes, el uso de RPN es raro; de los extranjeros, se pueden nombrar varios modelos de HP, de los soviéticos, el único modelo "Electrónica B3-19M" (actualmente no disponible). RPN es más popular en calculadoras programables, incluso debido a la reducción en el tamaño del programa que se logra con su uso: para una calculadora con una pequeña cantidad de memoria de programa, guardar literalmente una o dos instrucciones a veces determina si un programa extremadamente necesario cabe en la memoria, o habrá que reducirlo, sacrificando capacidades y facilidad de uso.

Evaluación de funciones

El cálculo de funciones de un lugar (potencias y raíces fijas, trigonométricas, logaritmos, etc.), independientemente de la lógica de los cálculos, se implementa con mayor frecuencia de acuerdo con el esquema de sufijos:

  1. El usuario evalúa o escribe un argumento en el teclado.
  2. El usuario presiona la(s) tecla(s) de la función a calcular.
  3. La calculadora calcula la función correspondiente a la tecla presionada y muestra el resultado del cálculo en el indicador.

Por ejemplo, para calcular una expresión en la mayoría de las calculadoras, debe presionar las teclas en secuencia:

[5], [×], [4], [=], [lg].

Las calculadoras más complejas con lógica algebraica le permiten ingresar una llamada de función en una forma natural (algebraica): primero, se ingresa el signo de la función, luego, entre paréntesis, el valor o la expresión a partir de la cual se debe calcular esta función. Es decir, el cálculo del ejemplo anterior en una calculadora de este tipo requerirá pulsaciones de teclas:

[lg], (, [5], [×], [4], ), [=].

En algunos modelos, un paréntesis de apertura se escribe automáticamente cuando se presiona la tecla de función y los corchetes de cierre se insertan automáticamente cuando se presiona la tecla igual.

La primera de las opciones descritas es más fácil de implementar y al mismo tiempo más económica, ya que para calcular la función en sí, solo necesita presionar la tecla de función. Pero para los cálculos que usan fórmulas complejas, esto requiere una habilidad desarrollada o una pintura preliminar del procedimiento para ingresar la fórmula en papel. La segunda opción es más clara y fácil para el usuario, ya que toda la expresión algebraica se puede ingresar completamente en su forma natural, pero esto es conveniente solo si hay una pantalla alfanumérica lo suficientemente grande que muestre la fórmula completa que se está ingresando, o al menos una parte importante de ella. Además, cuando escribe, generalmente necesita presionar más teclas.

Calculadoras

Además de los dispositivos de calculadora fabricados, también hay programas de computadora : calculadoras. Dichos programas son un producto de software especializado diseñado para una gama limitada de cálculos, por ejemplo:

Calculadoras en línea

Una aplicación informática común  es un programa de calculadora en línea que dibuja una calculadora en la pantalla con botones que se pueden presionar con el mouse (por lo general, también puede presionar los botones numéricos en el teclado con el mismo efecto). Tal programa es conveniente para aquellos que están acostumbrados a trabajar con una calculadora convencional. Los programas de calculadora existen para la mayoría de los tipos conocidos de sistemas operativos y, por regla general, se incluyen en el conjunto estándar de utilidades suministradas con el sistema, como el conocido programa de calculadora de Microsoft Windows del conjunto de programas estándar de Windows.

Otro enfoque para implementar calculadoras en una computadora es ingresar expresiones en la línea de comando (por ejemplo, bc ). Tales calculadoras también se llaman minúsculas. En general, esto es más conveniente, ya que puede ingresar expresiones complejas y, si es necesario, volver a llamarlas (con o sin modificación), así como ver el historial de cálculos.

Emuladores (simuladores) de calculadoras

Algunos programas están especialmente diseñados para emular (o simular ) un modelo de calculadora específico, reproduciendo su apariencia y todas las funciones (incluidos sus errores inherentes ). Al emular una calculadora, las funciones de la calculadora se copian completamente ( se utilizan los códigos de firmware de la calculadora ), al simular, solo se realiza una repetición aproximada de funciones. Un emulador puede ser parte de un sistema de desarrollo de software de calculadora. Por ejemplo, la familia de calculadoras HP 50g , una de las calculadoras programables más potentes del mercado, tiene un entorno de desarrollo disponible gratuitamente que incluye un emulador y un depurador que se ejecutan en Windows.

Existen sitios especializados que brindan la posibilidad de emular algunos modelos de calculadoras, por ejemplo, para estudiar su trabajo [13] [14] .

Producción y consumo de calculadoras en el siglo XXI

Productores

A fines de la primera década del siglo XXI, varias docenas de empresas se dedicaban a la producción en masa de calculadoras, con un total de cientos de modelos para diversos fines en su surtido. Entre los fabricantes hay alrededor de una docena de marcas de fama mundial y solo unas pocas empresas que producen calculadoras de todo tipo. El líder en la producción general de calculadoras es CASIO  : en 2006, anunció el lanzamiento de una copia milmillonésima. En el mismo año, Sharp lanzó la calculadora número 600 millones. En el volumen de ventas global, cuatro empresas son líderes: CASIO , Hewlett Packard , Texas Instruments , Citizen . Algunas marcas tienen una popularidad local notablemente mayor en ciertos países o regiones. Entonces, en Rusia, el líder indiscutible entre las marcas es Citizen, pero los productos de uno de los "cuatro grandes", Texas Instruments, están mal distribuidos. Además de Citizen, HP y CASIO, Canon , Sharp , STAFF, ASSISTANT, las calculadoras Kenko también se utilizan ampliamente en Rusia [4] .

Si en la URSS la demanda de calculadoras se satisfacía con su propia producción ( también se utilizaban calculadoras producidas en los países del CAME , principalmente en instituciones ), ahora en Rusia se utilizan casi exclusivamente calculadoras importadas [4] . Después del colapso de la URSS , la producción de calculadoras, así como casi todos los productos electrónicos complejos producidos en masa, se redujo, incapaz de resistir la competencia con una ola de productos importados. Parte de la producción permaneció en las antiguas repúblicas soviéticas (incluido uno de los principales fabricantes de calculadoras soviéticas, NPO Kristall, ubicado en Ucrania). Las empresas que producen dispositivos y componentes electrónicos en realidad no producen calculadoras. Por ejemplo, la empresa Zelenograd " Angstrem ", uno de los pocos fabricantes rusos de circuitos electrónicos para calculadoras, trabaja para la exportación [4] , y el PJSC "Svetlana" de San Petersburgo, que produjo una amplia gama de calculadoras en la época soviética, se reorienta completamente a la producción de electrónica industrial [15 ] . Varios modelos de calculadoras soviéticas duraron en producción hasta mediados de la década de 1990 o incluso más (por ejemplo, las calculadoras MK-51 y MK-71 fabricadas por Angstrem, cuyas últimas copias datan de 1999-2000), pero el volumen de su producción era muy pequeña.

Además, en el mundo se producen cientos de tipos de calculadoras baratas sin nombre. En su mayor parte, son muy inferiores en calidad a las marcas mundiales, pero compiten con éxito con ellas, principalmente en los segmentos de precios más bajos, debido a un precio significativamente más bajo. En Rusia, los modelos sin nombre están muy extendidos, además, en el mercado ruso, según los expertos, una parte importante de las calculadoras vendidas bajo marcas conocidas es falsa [4] .

Tamaño y estructura del mercado

En 2009, el mercado de calculadoras de Eurasia se estimó en 4,5-6 millones de euros al mes.

Anteriormente (hasta la década de 1990) en todo el mundo, la principal cuota de mercado (65-70% en términos monetarios) estaba compuesta por calculadoras de bolsillo de contabilidad de escritorio y aritmética simple. Los primeros se utilizan activamente para los cálculos diarios ordinarios en el trabajo de oficina, así como en el comercio, como complemento de la caja registradora , el último, para los cálculos domésticos cotidianos.

En Occidente, la situación ha cambiado drásticamente en las últimas décadas. Esto sucedió después de que las calculadoras fueran "legalizadas" en el proceso educativo en las escuelas y universidades occidentales , y los métodos de manejo de la calculadora fueran incluidos en el currículo escolar general; el uso de calculadoras en el proceso educativo no solo no está prohibido allí, sino que a veces es incluso obligatorio. Como resultado, en Europa Occidental, la proporción de calculadoras gráficas y de ingeniería ha aumentado notablemente y en 2009 ascendió al 33 % en términos cuantitativos, y en términos monetarios fue un 25 % más alta que la proporción de calculadoras de escritorio y de bolsillo simples.

En Rusia, donde el uso de calculadoras en las instituciones educativas todavía está estrictamente limitado, la situación sigue siendo la misma que antes en Europa: el 70% del mercado todavía está ocupado por calculadoras de escritorio, 10-12% por calculadoras de bolsillo, la parte de ingeniería calculadoras oscila entre el 5 y el 13 %. También en Rusia hay mucha menos demanda de calculadoras de impresión que en Occidente. Además de razones objetivas, los analistas asocian las diferencias en la demanda de determinados tipos de calculadoras con la política de marketing de los proveedores [4] .

Véase también

Notas

  1. ↑ A. M. Erofeev, V. G. Zhivov, Yu. I. Romanov. Fundamentos de la construcción de una computadora electrónica y elementos de la tecnología de impulso: [Para preparación. y capacitación avanzada de mecánicos para reparación y tecnología. calculará el servicio. tecnología]. - M. : Estadísticas, 1975. - 183 p.
  2. ↑ CT-555N | Calculadora ciudadana . Consultado el 21 de octubre de 2017. Archivado desde el original el 22 de octubre de 2017.
  3. ↑ Las excepciones son raras, pero hay, por ejemplo, Casio fx-6200G  - no programable
  4. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Cálculo de ganancias: una descripción general del mercado de calculadoras  // "Kantseliya": Journal. - 2009. - 12 de septiembre.
  5. ↑ Maestro de construcción Pro | Industrias calculadas . Consultado el 10 de agosto de 2019. Archivado desde el original el 10 de agosto de 2019.
  6. ↑ Casio 14-A . Consultado el 16 de febrero de 2017. Archivado desde el original el 1 de febrero de 2020.
  7. ↑ Casio (calculadora) . www.primerasversiones.com. Fecha de acceso: 17 de febrero de 2017. Archivado desde el original el 18 de febrero de 2017.
  8. ↑ Museo de calculadoras soviéticas - VEGA  (enlace descendente desde el 10-12-2016 [2213 días]) Archivado el 29 de septiembre de 2010 en Wayback Machine .
  9. ↑ Museo de calculadoras soviéticas - VEGA Archivado el 29 de septiembre de 2010 en Wayback Machine .
  10. ↑ El símbolo "^" indica el comando para calcular un grado arbitrario.
  11. ↑ Reseña de las calculadoras Casio fx-50FH II y fx-3650P II  (japonés) en YouTube , a partir de las 5:37
  12. ↑ Calculator.net: calculadoras en línea gratuitas... . Consultado el 2 de julio de 2022. Archivado desde el original el 1 de julio de 2022.
  13. ↑ Invirtiendo el increíble truco de la calculadora de 1974 de Sinclair: la mitad de la ROM de la HP-35 . Consultado el 10 de agosto de 2019. Archivado desde el original el 16 de agosto de 2019.
  14. ↑ Emulador de calculadora rusa . pmk.arbinada.com . Consultado el 16 de noviembre de 2020. Archivado desde el original el 4 de junio de 2021.
  15. ↑ PJSC Svetlana . Consultado el 7 de enero de 2018. Archivado desde el original el 10 de abril de 2020.

Literatura

  Ir al elemento de Wikidata  diccionarios y enciclopedias
En catálogos bibliográficos