LA
CALCULADORA
Introducción:
Hoy en día, en
diversas áreas de trabajo se utilizan herramientas, equipos y aparatos que facilitan
la ejecución del mismo.
La
matemática, al igual que otras asignaturas, puede ser enseñada con la ayuda de
aparatos tecnológicos; como una calculadora electrónica no programable.
Esto no quiere
decir que los cálculos hechos a papel y lápiz no sean útiles; es importante
utilizar la herramienta más apropiada para el trabajo, por esto las calculadoras
no representan un obstáculo a la habilidad de los usuarios para ejecutar
procedimientos o manipulaciones algebraicas.
Las calculadoras
pueden almacenar, manipular y mostrar datos de muchas maneras diferentes. Ellas
pueden ser una especie de computadoras en miniaturas de uso especial programado,
que son portátiles y mucho más accesibles, son lo suficientemente baratas de manera
tal que muchas personas estarían en condiciones de adquirir una.
Es
increíble pensar como a veces no se valora todo el esfuerzo y evolución que han
tenido algunos inventos para llegar a lo que son ahora, porque simplemente
asumimos su existencia e ignoramos su historia. Sin su existencia no podríamos
completar tareas cotidianas como tener el total de una boleta de supermercado o
realizar cálculos importantes para usos en ámbitos como la ingeniería,
químicos, biología, física, etc.
La
calculadora:
Una calculadora es un dispositivo que se utiliza
para realizar cálculos
aritméticos. Aunque las calculadoras modernas
incorporan a menudo un ordenador de propósito
general, se diseñan para realizar ciertas operaciones más que para ser
flexibles.
En el pasado, se
utilizaban como apoyo al trabajo numérico ábacos, comptómetros, ábacos
neperianos, tablas matemáticas, reglas de cálculo y máquinas de sumar. El
término “calculador” se usaba para aludir a la persona que ejercía este
trabajo, ayudándose también de papel y lápiz. Este proceso de cálculo
semimanual era tedioso y proclive a errores. Actualmente, las calculadoras son
electrónicas y son fabricadas por numerosas empresas en tamaños y formas
variados.
Evolución
de la calculadora:
La necesidad de
sumar y hacer cálculos apareció muy temprano entre los humanos, para fines como
el comercio, o la observación de la naturaleza y de las estrellas.
Probablemente
una de las primeras maneras que encontramos los humanos para contar, es usando
nuestros dedos. Un poco más avanzado fue el uso de un simple palo tallado, al
cual se le marcaban rayas para ir llevando la cuenta de algo. Pero el invento
que llegó a revolucionar al mundo en el área de las matemáticas, fue el ábaco.
El ábaco:
Las primeras calculadoras fueron ábacos, construidos a menudo como un
marco de madera con cuentas deslizantes sobre alambres. Los ábacos fueron
usados durante siglos antes de la adopción del sistema escrito de numerales
árabes, y aún siguen siendo empleados por mercaderes y oficinistas de China y
otras partes del mundo.
Siglo
XVII:
William Oughtred inventó la regla de cálculo en
1622, siendo revelada por su alumno Richard Delamain en 1630. Wilhelm Schickard construyó
la primera calculadora automática, llamada “Reloj Calculador” en
1623. Unos veinte años después, en 1642, el filósofo y científico francés
Pascal inventó la primera calculadora digital (1642). El aparato, llamado Pascalina, se
asemejaba a una calculadora mecánica de los años cuarenta, que fue usado para
el cálculo de impuestos en Francia hasta 1799. El filósofo alemán Gottfried Leibniz también
construyó una máquina calculadora.
Siglo XIX:
Charles Babbage desarrolló
el concepto más aún, abriendo el camino hacia los computadores programables, si
bien la máquina que construyó era demasiado pesada como para ser operable.
El último cuarto
del siglo XIX presenció importantes avances en las calculadoras mecánicas:
En 1872 Frank Baldwin inventó en los Estados Unidos
la calculadora de rueda dentada, que también fue desarrollada
independientemente dos años después por W.T. Odhner en Suecia. El modelo de
Odhner y otros similares de otras compañías vendieron varios miles de unidades
en los años 1870.
Dorr E. Felt inventó en los Estados Unidos el comptómetro en
1884, la primera máquina que operada por teclas que permitía sumar y calcular
(a diferencia de los diseños anteriores, que exigía operar palancas separadas).
En 1886 se unió a Robert Tarrant para constituir la Felt & Tarrant
Manufacturing Company, que fabricó miles de comptómetros.
En 1891 William S. Burroughs empezó a comercializar
su calculadora sumadora impresora. La Burroughs Corporation se
convirtió en una de las principales compañías en el mercado de máquinas de
contabilidad y computadoras.
La calculadora Millionaire se presentó en 1893.
Permitía la multiplicación directa por cualquier dígito.
1900 a
1960:
Las
calculadoras mecánicas
La primera mitad
del siglo XX asistió
al desarrollo gradual de las calculadoras mecánicas que ya habían sido
inventadas, si bien se hicieron algunas innovaciones importantes.
La máquina
sumadora-listadora de Dalton presentada en 1914 fue la primera de su tipo en
usar sólo diez teclas, convirtiéndose en el primero de muchos modelos
diferentes de “sumadoras-listadoras de 10 teclas” fabricadas por diversas
compañías.
En 1948 la
calculadora miniatura Curta, que se sujeta
en una mano para usarse, fue presentada tras su desarrollo por Curt Herzstark en
un campo de concentración nazi, suponiendo un desarrollo extremo del mecanismo
calculador de ruedas dentadas escalonadas.
Desde principios de los años 1900 hasta la década de 1960, las
calculadoras mecánicas dominaron el mercado de computación de escritorio.
Los principales fabricantes estadounidenses fueron Friden, Monroe y SCM/Marchant. Estos dispositivos funcionaban con la ayuda de un
motor y disponían de carros móviles donde los resultados de los cálculos eran
mostrados mediante diales. Casi todos los teclados eran “completos”: cada
dígito que podía introducirse tenía su propia columna de nueve teclas (del 1 al
9) más una columna para limpiar, permitiendo la introducción de varios dígitos
a la vez. Podría decirse que esto era una entrada paralela, frente a la entrada
serie de diez teclas que era común en las sumadoras mecánicas y actualmente es
universal en las calculadoras electrónicas. (Casi todas las calculadoras Friden
tenían un teclado auxiliar de diez teclas para introducir el multiplicador
cuando se realizaba esta operación.) Los teclados completos tenían generalmente
diez columnas, si bien algunos modelos de bajo coste tenían sólo ocho. La
mayoría de las máquinas fabricadas por estas tres compañías no imprimían sus
resultados, aunque otras compañías como Olivetti fabricaron calculadoras
impresoras. En esta máquina, las sumas y restas eran realizadas en una sola
operación, como en una sumadora convencional, pero la multiplicación y la
división se lograban mediante repetidas sumas y restas mecánicas. Friden
fabricó una calculadora que también extraía raíces cuadradas, básicamente
realizando divisiones, pero con un mecanismo añadido que automáticamente
incrementaba el número en el teclado de forma sistemática. Marchant también
fabricó un modelo (el SKA) que calculaba raíces cuadradas. Las calculadoras
mecánicas de mano, como la ya mencionada Curta de 1945, siguieron usándose
hasta que fueron definitivamente desplazadas por las electrónicas a principios
de los años 1970. Para 1970 una calculadora podía fabricarse usando sólo unos
pocos chips de bajo consumo, permitiendo que los modelos portátiles fuesen
alimentados con baterías. Las primeras calculadoras electrónicas portátiles
aparecieron en Japón en 1970 y pronto fueron comercializadas por todo el mundo.
Entre estas estaban la Sanyo ICC-0081 Mini Calculator, la Canon Pocketronic.El
avance y aprovechamiento de la calculadora fue en incremento ya que al poder
fabricar calculadoras usando unos cuantos chips con un bajo consumo, pudieron
surgir las primeras calculadoras portátiles. Sin duda un gran avance para la
evolución de la calculadora. En lo que respecta desde 1980-1990 surgió la
primera calculadora capaz de realizar cálculos simbólicos que fue la HP-28,
lanzada en 1987. Era capaz, por ejemplo, de resolver simbólicamente ecuaciones cuadráticas.
La primera calculadora gráfica fue la Casio fx7000G, lanzada en 1985.
En Europa fueron
comunes modelos como los fabricados por Facit, Triumphator y Walther. Máquinas
de aspecto parecidos fueron las Odhner y Brunsviga, entre otras. Aunque éstas
funcionaban a manivela, hubo también versiones impulsadas por motor. La mayoría
de estas máquinas usaban el mecanismo Odhner o variantes del mismo. La Olivetti
Divisumma realizaba las cuatro operaciones aritméticas básicas y contaba con
una impresora. Las máquinas de teclado completo, incluyendo las movidas a
motor, también fueron usadas en Europa durante varias décadas. Algunas máquinas
más raras contaban hasta con 20 columnas en sus teclados completos.
El
desarrollo de las calculadoras electrónicas:
Las primeras
computadoras mainframe,
usando inicialmente válvulas de vacío y
luego transistores en
sus circuitos lógicos, aparecieron a finales de los años 1940 y 1950. Esta
tecnología supondría un obstáculo en el desarrollo de las calculadoras
electrónicas.
El desarrollo de
los transistores y el estudio del profesor Maximino Rodríguez Vidal sobre “Diseño
lógico de una máquina de calcular electrónica" fueron capitales para la
aparición de las primeras máquinas de calcular manejables.
En 1954 IBM presentó
en los Estados Unidos una gran calculadora fabricada con transistores y,
en 1957, la
compañía lanzó la primera calculadora “comercial” de este tipo.
La Casio Computer Co., Ltd. de Japón
lanzó el Modelo 14-A en 1957, considerada la primera calculadora
«compacta» totalmente eléctrica del mundo. En octubre de 1961 se
anunció la primera calculadora de escritorio totalmente electrónica del mundo,
la Bell Punch/Sumlock Comptometer ANITA (ANew Inspiration To Arithmetic/Accounting,
‘una nueva inspiración para la aritmética/contabilidad’).
Se presentaron
dos modelos: el Mk VII para la Europa continental y el Mk VIII para Gran
Bretaña y el resto del mundo, comercializados ambos a principios de 1962. El Mk
VII era un diseño ligeramente anterior con un modo de multiplicación más
complicado y pronto fue abandonado en favor de la versión más simple Mk VIII. Bell
Punch había fabricado calculadoras mecánicas del tipo comptómetro bajo
los nombres Plus y Sumlock, y se había dado cuenta a mediados de
los años 1950 de que el futuro de las calculadoras estaba en la electrónica.
La ANITA se
vendió bien al ser la única calculadora de escritorio electrónica disponible,
siendo además silenciosa y rápida.
La tecnología de
tubos de la ANITA fue superada en junio de 1963 por el Friden EC-130 estadounidense,
que tenía un diseño basado en transistores, capacidad para mostrar 13 dígitos
en una pantalla CRT de 5 pulgadas e introdujo
la notación polaca
inversa en el mercado de las calculadoras por un
precio de $2.200, aproximadamente el triple del coste de una calculadora
electromecánica de la época.
Como Bell Punch, Friden era un
fabricante de calculadoras mecánicas que había decidido que el futuro estaba en
la electrónica. En 1964 se presentaron más calculadoras totalmente
electrónicas: Sharp presentó la CS-10A, que
pesaba 25 kg y costaba 500.000 yenes (unos 2.500$ de la época), y la italiana
Industria Macchine Elettroniche presentó la IME 84, a la que podían
conectársele varios teclados y pantallas extras, de forma que pudieran usarla
varias personas (pero aparentemente no a la vez).
A los anteriores siguió una serie de modelos de calculadoras
electrónicas de estos y otros fabricantes, incluyendo Canon, Mathatronics,
Olivetti, SCM (Smith-Corona-Marchant), Sony, Toshiba; y en enero de 1965 se
lanzó al mercado la Loci-2 la primera calculadora programable de los laboratorios Wang. Las primeras calculadoras usaban cientos de
transistores de germanio, debido a que eran más baratos que los de silicio, en múltiples placas de circuitos. Los tipos de
pantallas usados eran CRT, tubos
Nixie de cátodo frío
y lámparas incandescentes. Para el almacenamiento solía emplearse la memoria de línea de retardo. Ya entonces existía demanda de máquinas más
pequeñas y de menor consumo eléctrico.
1970 a 1980:
Las calculadoras electrónicas de mediados de los años 1960 eran grandes
y pesadas máquinas de escritorio debido al uso de cientos de transistores en varias placas de circuitos, con un elevado
consumo eléctrico que exigía el uso de una alimentación alterna. Se hicieron
grandes esfuerzos para reducir la lógica necesaria para una calculadora en cada
vez menos circuitos integrados,
siendo la electrónica de las calculadoras una de las líneas punteras en el
desarrollo de los semiconductores. Los fabricantes estadounidenses de
semiconductores lideraron el desarrollo mundial de los circuitos, comprimiendo
más y más funciones en un solo circuito integrado. Esto llevó a alianzas entre
fabricantes de calculadoras japoneses y empresas de semiconductores
estadounidenses: Canon Inc. con Texas
Instruments, Sharp Corporation (llamada
entonces Hayakawa Electric) con North-American Rockwell Microelectronics, Busicom con Mostek e Intel, y General Instrument con Sanyo.
Calculadoras
de bolsillo:
Para 1970 una calculadora podía fabricarse usando sólo unos pocos chips
de bajo consumo, permitiendo que los modelos portátiles fuesen alimentados con
baterías. Las primeras calculadoras electrónicas portátiles aparecieron en
Japón en 1970 y pronto fueron comercializadas por todo el mundo. Entre estas
estaban la Sanyo ICC-0081 Mini
Calculator, la Canon Pocketronic y
la Sharp QT-8B micro Compet.
La
primera calculadora electrónica auténticamente de bolsillo fue la Busicom LE-120A HANDY, comercializada a principios de
1971; fue también la primera en usar una pantalla LED,
en usar un único circuito integrado y en alimentarse con pilas desechables.
En
1974 se creó la primera calculadora de bolsillo programable fue la HP-65. Tenía capacidad para 100 instrucciones, pudiendo
escribir y leer programas con un lector de tarjetas magnéticas incorporado. Un
año después la HP-25C introdujo la
“memoria continua”, que retenía los programas y datos cuando la calculadora se
apagaba. En 1979 HP
lanzó la primera calculadora “alfanumérica” programable y ampliable. Las calculadoras
mecánicas siguieron vendiéndose, si bien sus ventas decrecieron rápidamente.
Las calculadoras de tipo comptómetro fueron conservadas a menudo durante mucho
tiempo por su conveniencia al sumar y listar, especialmente en la contabilidad,
debido a que un operador debidamente experimentado podría introducir todos los
dígitos de un número de un solo movimiento, más rápidamente que una calculadora.
Los comptómetros fueron sustituidos por la introducción de ordenadores más que
de mejores calculadoras. En esta misma época también decayó el uso de las reglas de
cálculo en favor de las
calculadoras.
Mejoras
técnicas:
A mediados de los años 1970
aparecieron las primeras calculadoras con las actuales pantallas LCD “normales”, con dígitos oscuros contra un
fondo gris. La gran ventaja del LCD es que es pasiva y refleja la luz. Esto
abrió el camino para las primeras calculadoras del tamaño de una tarjeta de crédito, como la Casio Mini Card LC-78 de 1978, que
podía funcionar meses con un par de pilas de botón.
También hubo un constante
progreso en la electrónica interior de las calculadoras. Todas las funciones
lógicas de una calculadora habían sido incluidas en un solo circuito integrado
ya en 1971, pero entonces era tecnología punta. Muchas calculadoras siguieron
usando dos o más circuitos integrados, especialmente las científicas y
programables, hasta finales de la década.
El consumo energético de los
circuitos integrados también fue reducido, especialmente con la introducción de
la tecnología CMOS(Complementary metal-oxide-semiconductor). Los transistores de las celdas lógicas de
los chips CMOS sólo consumían una energía apreciable cuando cambiaban de estado.
Las pantallas LCD eran más fáciles de usar directamente desde los circuitos de
la propia calculadora.
Con este consumo de energía
reducido se hizo posible el usar células solares como fuente de
electricidad, lo que se logró sobre 1978 por calculadoras tales como la
Royal Solar 1, Sharp EL-8026 y Teal Photon.
Calculadoras
para todo el mundo
Al principio de los años 1970 las
calculadoras electrónicas de mano eran muy caras respecto al sueldo medio,
resultando artículos de lujo. Este alto precio era debido a que su construcción
necesitaba de varios componentes mecánicos y electrónicos caros de producir y
relativamente escasos. Muchas compañías grandes y pequeñas previeron buenos
beneficios en el negocio de las calculadoras, donde los márgenes eran altos.
Sin embargo, el coste de las calculadoras cayó inexorablemente a medida que se
abarataban sus componentes y las técnicas de producción involucradas, y el
efecto de las economías de escalas se sintieron.
Mediados
de los años 1980 a la actualidad:
La primera calculadora capaz
de realizar cálculos simbólicos fue la HP-28, lanzada en 1987. Era capaz, por ejemplo, de resolver
simbólicamente ecuaciones cuadráticas. La primera
calculadora gráfica fue la Casio fx7000G lanzada en 1985.
Los dos principales
fabricantes, HP y TI, lanzaron modelos con cada vez más características
durante los años 1980 y 1990. A finales de siglo, la línea entre una calculadora gráfica y una PDA u ordenador
de mano no estaba clara, pues muchas calculadoras avanzadas como la TI-89 y la HP-49G podían derivar e integrar funciones, correr procesadores de texto y software
PIM, y conectar por cable a otros equipos.
Con la revolución de internet
los usuarios han creado sus propias calculadoras, permitiendo que muchos programadores
colaboren en todo el mundo para desarrollar completos sistemas de cálculo
utilizando dispositivos de mano como PDA, Pocket PC y Nintendo DS.
Actualmente, existen
calculadoras “en línea” diseñadas para funcionar como las normales, pero que
gracias a Internet permiten ciertos cálculos imposibles para las
convencionales, como cambios de moneda, tipos de interés y estadísticas en
tiempo real.
Impacto Social:
El impacto que tuvo en la sociedad el surgimiento de la calculadora ha
sido muy importante, pues gracias a este práctico invento es más fácil realizar
operaciones aritméticas, a pesar del margen de error que se puede tener es muy
utilizada en todo el mundo.
Impacto económico:
En la actualidad,
se pueden encontrar desde modelos muy baratos del tamaño de una tarjeta
de crédito hasta
otros más costosos con una impresora incorporada.
Conclusión:
La calculadora ha pasado por muchos cambios y no
hay duda de que en un futuro sean mucho más prácticas y compactas, y con un mayor número de
funciones; su avance en la historia ha sido amplio y sorprendente y será aún más
grande pues con el avance de la tecnología se harán mucho más eficientes. Siguen
y serán siendo un eslabón importante en el trabajo.
Anexo:
Bibliografía:
