Calculadores electròniques

Col·laboració de Mercé Montcusí per al capítol Calculadores

“Perdre el temps en aquest treball d’esclaus no és digne d’homes notables; amb l’ajuda de màquines, es podria confiar a qualsevol.” Wilhelm Leibniz (1646-1716)

Les calculadores són eines que s’utilitzen per a la realització de càlculs aritmètics. Els diversos sistemes de recolzament al treball numèric que es van anar utilitzant al llarg de la història per facilitar-lo, tals com l’àbac, l’àbac neperià, les taules numèriques, les regles de càlcul i les màquines de sumar, constitueixen tot un precedent que en van permetre el desenvolupament fins arribar avui a la concepció que tenim tots al cap del que és una calculadora. Actualment, fins i tot, les calculadores modernes inclouen petits ordinadors, però el seu disseny ha quedat més lligat a l’especialització en determinats camps matemàtics i, per tant, a unes operacions concretes, que a la flexibilitat.

Al principi, doncs, només existia l’àbac, fileres de peces manejades a mà que els països Orientals i Rússia han utilitzat fins ben entrada la modernitat. Ja al s.XVII diversos científics europeus interessats en el tema donen peu a l’aparició de conceptes i estris que seran clau per al desenvolupament de la calculadora (i altres disciplines) i que s’utilitzarien durant més de 300 anys per part de científics i enginyers. En són exemples la invenció dels logaritmes de John Napier (publicada a 1614) o la regla de càlcul del matemàtic William Oughtred. Més tard, s’intentaria mecanitzar aquestes idees amb engranatges diversos que, tot sigui dit, no van tenir massa èxit pel que fa al seu aprofitament fins a la popularització de l'”Aritmòmetre de Colmar”, ja al s.XIX, la primera màquina de calcular comercialitzada amb èxit. Les calculadores mecàniques eren principalment sumadores d’escriptori que ajudaven a restar (sumant el complementari), multiplicar (repetint la suma), dividir i calcular arrels quadrades operant, normalment, en base decimal. En un principi, els engranatges eren accionats per palanques però, posteriorment, van incorporar motors elèctrics.

Científics i militars comencen a necessitar fer càlculs amb un grau de complexitat més elevat. A 1935 l’empresa IBM (International Business Machine) presenta la seva caluladora electromecànica que funcionava amb targetes perforades, però és durant la II Guerra Mundial quan es desenvolupen les grans màquines electromecàniques o electròniques. La majoria d’elles era d’orígen nord-americà i operaven ja en el sistema binari i, a més, eren màquines programables per a resoldre equacions lineals, diferencials, etc. De fet, als anys 40 van conviure tres grans tipus de calculadores: les numèriques electromecàniques, les claculadores numèriques electròniques i les calculadores analògiques però, als anys 50, les calculadores electròniques van demostrar la seva superioritat. Amb aquestes màquines es passava de la tecnologia mecànica a l’ús de l’electricitat i de relés telefònics i, més tard, a la utilització de tubs electrònics (un exemple seria la màquina electrònica ENIAC (Electronical Numerical Integrator And Calculator) inventada sota secret militar). És el següent graó cap al desenvolupament dels ordinadors. Parlem, però, de màquines-armari de dimensions considerables que podien arribar a incloure el buit per a col·locar-hi una cadira i que consumien molta electricitat. No obstant això, amb la invenció del transistor i els circuits integrats, les calculadores electròniques es van poder anar miniaturitzant.

La primera calculadora d’escriptori totalment electrònica data de 1961 i és coneguda com ANITA (A nex Inspiration To Arithmetic/Accounting). Era silenciosa i ràpida, el que va contribuir a què es comercialitzés amb facilitat. A partir d’aquí es van anar fent millores. Com a dades curioses podem anomenar la CS-10A que pesava uns 25kg o la IME 84 que permetia que es poguessin connectar diversos teclats i pantalles extres. Per intentar reduir el tamany, el pes i el consum de les calculadores es van buscar formes de reduir l’ús de transistors i els circuits integrats. D’aquesta manera, l’electrònica de les calculadores es va convertir en una de línies punteres en el desenvolupament dels semiconductors. Cap allà als 70 ja era possible fabricar-les a partir d’uns quants xips de baix consum que permetien models portàtils amb bateries. Aquests models portàtils van aparéixer a Japó i aviat es van estendre a arreu del món, però el seu preu no va començar a ser viable fins que el desenvolupament de la tecnologia ho va permetre. Així, la primera calculadora electrònica autènticament de butxaca va ser la japonesa “Busicom LE-120ª HANDY” (1971) i va marcar tot el desenvolupament àgil de les calculadores electròniques de butxaca que es va produir durant la dècada. Paralel·lament, també anava progressant la seva electrònica interior: les funcions lògiques s’inclouen ja en un sol circuit integrat tot i que, per costos, es continua treballant amb dos o més circuits fins a finals dels 70. El consum energètic dels circuits també anava a la baixa, fet que va permetre l’ús de cèl·lules solars. A poc a poc, es va veient en les calculadores unes grans possibilitats de negoci fins a arribar a avui en dia, on el debat està posat en el seu ús en l’educació.
    
Així doncs, hem passat del carregós treball semimanual dels “calculadors” que, per força, sovint acabava en error, a modernes calculadores electròniques amb mides, preus i dissenys variats que poden incorporar opcions avançades com la impressió dels resultats. En línies generals, doncs, l’evolució d’aquesta eina ha passat de les primeres calculadores d’escriptori mecàniques als aparells electromecànics, més tard als models electrònics i, finalment, als circuits electrònics. D’aquesta manera, el que preval avui en el mercat són les calculadores de mà amb dispositius microelectrònics a més de calculadores que han quedat integrades a altres mitjans tecnològics com els telèfons mòbils i els rellotges de polsera.

A més de les calculadores amb les funcions bàsiques que, qui més qui menys, sap utilitzar (i que han anat guanyant terreny en el camp educatiu), avui en dia comptem amb les anomenades calculadores científiques, models bastant més complexes que permeten el càlcul de funcions trigonomètriques, estadístiques, mostrar gràfics, i que poden ser programables per a resoldre equacions algèbriques, models financers, jocs, etcètera. Freqüentment, per tant, es treballa amb números molt alts que no cabrien en pantalla, fet que ha provocat el treball amb notació científica (per exemple: 9,999999999_1099 ).

Algunes de les companyies més conegudes i que treballen pel desenvolupament de nous models professionals són Casio, Sharp, Hewlett-Packard (HP) i Texas Instruments (TI).

Col·laboració de Mercé Montcusí per al capítol Calculadores