Este artículo incluye una lista de referencias generales , pero permanece en gran parte sin verificar porque carece de suficientes citas en línea correspondientes . ( Julio de 2008 ) |
Una calculadora gráfica (también calculadora gráfica o calculadora de pantalla gráfica ) es una computadora de mano que es capaz de trazar gráficos , resolver ecuaciones simultáneas y realizar otras tareas con variables . Las calculadoras gráficas más populares también son programables y, por lo tanto, se consideran calculadoras programables , lo que permite al usuario crear programas personalizados, generalmente para aplicaciones científicas, de ingeniería y educativas. Debido a que tienen pantallas grandes en comparación con las calculadoras portátiles estándar de cuatro operaciones, las calculadoras gráficas también suelen mostrar varias líneas de texto y cálculos al mismo tiempo.
Una de las primeras "calculadoras gráficas" fue diseñada en 1921 y patentada en 1925 por la ingeniera eléctrica Edith Clarke . [1] [2] [3] La calculadora se utilizó para resolver problemas con la transmisión de la línea de energía eléctrica. [4]
Casio produjo la primera calculadora gráfica disponible en el mercado, la fx-7000G , en 1985. Las innovaciones de Casio incluyen un menú de iconos para acceder fácilmente a las funciones (1994, FX-7700GE y posteriores), gráficos en varios colores (1995, CFX-9800G), Entrada y salida tipo libro de texto "Pantalla natural" (2004, FX-82ES / 300ES y FX-9860G), memoria ampliable (2005, FX-9860SD), pantalla retroiluminada (2006, FX-9860G Slim), a todo color, alta pantalla retroiluminada de resolución (2010, FX-CG10 / CG20 PRIZM).
Sharp produjo su primera calculadora gráfica, la EL-5200, en 1986. Desde entonces, las innovaciones de Sharp incluyen modelos con pantalla táctil (serie EL9600), Editor de ecuaciones [5] (entrada similar a un libro de texto) (EL-9300 [6] (1992 [ 7] ) y posterior), y teclado reversible [8] para facilitar el aprendizaje (un lado tiene funciones básicas, el otro lado tiene funciones adicionales) (marzo de 2005, EL-9900 [9] ).
Hewlett Packard siguió en forma de HP-28C . [10] A éste le siguieron el HP-28S (1988), HP-48SX (1990), HP-48S (1991) y muchos otros modelos. Modelos como el HP 50g (2006) o el HP Prime (2013) cuentan con un sistema de álgebra informática (CAS) capaz de manipular expresiones simbólicas y resolución analítica. Una "calculadora" CAS inusual y poderosa es el año 2001 obsoleto Casio Cassiopeia A-10 y A-11 (tapa abatible) PDA operadas con lápiz, que ejecutaba el Maple Vmotor simbólico. Las gamas HP-28 y -48 estaban destinadas principalmente a los mercados profesionales de ciencia / ingeniería; el HP-38/39/40 se vendió en el mercado de educación secundaria / universitaria; mientras que la serie HP-49 atiende tanto a clientes profesionales como educativos de todos los niveles. La serie HP de calculadoras gráficas es mejor conocida por su interfaz de notación polaca inversa (RPN) / Lisp polaco inverso (RPL), aunque la HP-49G también introdujo una interfaz de entrada de expresión estándar.
Texas Instruments ha producido calculadoras gráficas desde 1990, la primera de las cuales fue la TI-81 . Algunas de las calculadoras más nuevas son similares, con la adición de más memoria, procesadores más rápidos y conexión USB, como las series TI-82 , TI-83 y TI-84 . Otros modelos, diseñados para ser apropiados para estudiantes de 10 a 14 años de edad, son la TI-80 y la TI-73 . Otras calculadoras gráficas de TI se han diseñado para ser apropiadas para el cálculo, a saber, las series TI-85 , TI-86 , TI-89 y TI-92 (TI-92, TI-92 Plus y Voyage 200). TI ofrece un CAS en las series de calculadoras TI-89, TI-Nspire CAS y TI-92. Las calculadoras de TI están dirigidas específicamente al mercado educativo, pero también están ampliamente disponibles para el público en general.
Algunas calculadoras gráficas tienen un sistema de álgebra computarizada (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. [11] Las calculadoras que tienen un sistema de álgebra por computadora se llaman calculadoras simbólicas o CAS . Ejemplos de calculadoras simbólicas incluyen HP 50g , HP Prime , TI-89 , TI-Nspire CAS y TI-Nspire CX CAS y la serie Casio ClassPad .
Muchas calculadoras gráficas se pueden conectar a dispositivos como termómetros electrónicos, medidores de pH, instrumentos meteorológicos, decibelios y medidores de 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 maestro. Los ejercicios de laboratorio de los estudiantes con datos de dichos dispositivos mejoran el aprendizaje de las matemáticas, especialmente la estadística y la mecánica. [12]
Dado que las calculadoras gráficas son típicamente programables por el usuario, también se utilizan ampliamente para utilidades y juegos con calculadoras , con un cuerpo considerable de software de juegos creado por el usuario en las plataformas más populares. La capacidad de crear juegos y utilidades ha impulsado la creación de sitios de aplicaciones de calculadoras (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 superior de programación matemática para juegos basados en matemáticas. Sin embargo, para los desarrolladores y usuarios avanzados como investigadores, analistas y jugadores, el desarrollo de software de terceros que implica 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 con los fabricantes y las autoridades educativas. incitar al uso injusto de la calculadora durante las pruebas estandarizadas de la escuela secundaria y la universidad en las que se dirigen estos dispositivos.
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La mayoría de las calculadoras gráficas, así como algunas calculadoras científicas no gráficas y calculadoras de programador se pueden programar para automatizar series de cálculos complejas y de uso frecuente y aquellas inaccesibles desde el teclado.
La programación real a menudo se puede hacer en una computadora y luego cargarse en las calculadoras. Las herramientas más comunes para esto incluyen el cable de enlace de PC y el software para la calculadora dada, editores de texto configurables o editores hexadecimales y herramientas de programación especializadas, como la implementación de varios lenguajes que se menciona a continuación en el lado de la computadora.
Las calculadoras anteriores almacenaban programas en tarjetas magnéticas y similares; El aumento de la capacidad de memoria ha hecho que el almacenamiento en la calculadora sea la implementación más común. Algunas de las máquinas más nuevas también pueden usar tarjetas de memoria.
Muchas calculadoras gráficas y científicas convertirán en tokens 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 la 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 ASCII estándarchart mientras que los caracteres de dos bytes (el Disp_ por ejemplo) crearán una cadena gráfica de caracteres de un solo byte pero retendrán 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 juegos de caracteres derivados de ASCII de 7, 8 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 similares a Pascal o C. Un ejemplo puede ser el uso de ord , como en Pascal , en lugar del asc de muchas variantes básicas, para devolver el código de un carácter, es decir, la posición del carácter en la secuencia de clasificación de la máquina.
Un cable y / o un transceptor IrDA que conecta la calculadora a una computadora facilitan el proceso y amplían otras posibilidades, como hojas de cálculo, bases de datos, gráficos y programas de procesamiento de texto integrados. La segunda opción es poder codificar los programas a bordo de 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 predeterminado de la calculadora o como elementos opcionales. Algunas calculadoras tienen teclados QWERTY y otras se pueden conectar a un teclado externo que puede ser cercano al tamaño de un teclado de computadora normal de 102 teclas. La programación es un uso importante del software y los cables que se utilizan para conectar las calculadoras a las computadoras.
Los lenguajes de programación más comunes utilizados para las calculadoras son similares a los lenguajes de macros de pulsaciones de teclas y variantes de BASIC . Este último puede tener un gran conjunto de características, acercándose al de BASIC como se encuentra en las computadoras, que incluye manipulación de caracteres y cadenas, declaraciones avanzadas condicionales y de ramificación, sonido, gráficos y más, incluido, por supuesto, el enorme espectro de matemáticas, cadenas y bits. -Funciones de manipulación, base numérica, E / S y gráficos integradas en la máquina.
Los lenguajes para programar calculadoras se dividen en todos los grupos principales, es decir, lenguajes de código máquina, de bajo nivel, medio y alto nivel para programación de sistemas y aplicaciones, scripting, macro y lenguajes de cola, procedimentales, funcionales, imperativos y. La programación orientada a objetos se puede lograr en algunos casos.
La mayoría de las calculadoras que pueden conectarse a una computadora se pueden programar en lenguaje ensamblador y código de máquina, aunque en algunas calculadoras esto solo es posible mediante el uso de exploits. Los lenguajes de máquina y ensamblaje más comunes son para TMS9900 , SH-3 , Zilog Z80 y varios chips de Motorola (por ejemplo, un 68000 modificado) que sirven como procesadores principales de las máquinas, aunque muchos (no todos) se modifican en cierta medida debido a su uso en otros lugares. Algunos fabricantes no documentan e incluso desalientan levemente la programación en lenguaje ensamblador de sus máquinas porque deben programarse de esta manera armando el programa en la PC y luego forzándolo en la calculadora mediante varios métodos improvisados.
Otros lenguajes de programación incorporados incluyen lenguajes específicos, variantes de Eiffel , Forth y Lisp , y facilidades de Script de Comando que son similares en función a la programación por lotes / shell y otros lenguajes de cola en computadoras, pero generalmente no tienen todas las funciones. Puertos de otros lenguajes como BBC BASIC y desarrollo de intérpretes integrados para Fortran , REXX , AWK , Perl , shells de Unix (por ejemplo, bash , zsh ), otros shells ( DOS / Windows 9x , OS / 2 yLos 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 PDA, tienen sistemas operativos reales, incluido el SO propietario de TI para sus máquinas más recientes, DOS , Windows CE y, en raras ocasiones, Windows NT 4.0 Embedded et seq 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 de la computadora se utilizan herramientas que permiten programar las calculadoras en C / C ++ y posiblemente Fortran y lenguaje ensamblador, como HPGCC , TIGCC y otros. La memoria flash es otro medio de transmisión de información hacia y desde la calculadora.
Los desarrolladores, profesores y estudiantes pueden utilizar las variantes BASIC integradas en las calculadoras gráficas de TI y los idiomas disponibles en las calculadoras de tipo HP-48 para la creación rápida de prototipos, a menudo cuando no hay una computadora a mano.
La mayoría de las calculadoras gráficas tienen hojas de cálculo integradas que generalmente se integran con Microsoft Excel en el lado de la computadora. En este momento, las hojas de cálculo con macro y otras funciones de automatización en el lado de la calculadora no están en el mercado. 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 habilitada para macros y secuencias de comandos.
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