miniatura|Calculadora de butxacaminiatura Una calculadora és una màquina que, per mitjans mecànics o electrònics, pot fer operacions matemàtiques. Les calculadores electròniques són de fet petits ordinadors especialitzats. Per exemple, hi ha calculadores gràfiques amb la capacitat de representar gràfics matemàtics en el camp de la trigonometria o l'estadística.Història de les calculadores al thocp.net Les calculadores modernes són més portables que la majoria dels ordinadors, però els organitzadors personals (PDA) són comparables pel que fa a la mida.Història de les calculadores portàtils a The Great Idea Finder Història de les calculadores al Museu Web de les Calculadores Antigues Article sobre les calculadores al AllSands.com Electronic Calculator History and Technology Museum
Calculadores electròniques Les primeres calculadores eren dispositius d'escriptori mecànics, que van ser reemplaçats per aparells electromecànics, després per models electrònics amb vàlvules termoiòniques, després transistors i més tard, per circuits integrats. Actualment la majoria de les calculadores són dispositius microelectrònics de mà.
Configuració bàsica La complexitat de les calculadores canvia segons la seva finalitat. Una calculadora moderna simple sol constar de les següents parts:
Una font d'energia (pila, bateria, panell solar o combinació). Una pantalla capaç de mostrar números i altres codis matemàtics (=, -…). La circuiteria electrònica. Un teclat format per: Els deu dígits, del 0 al 9; El separador decimal; El signe igual, per a obtenir el resultat (llevat de les calculadores que empren la notació polonesa inversa); Les quatre operacions aritmètiques (suma, resta, multiplicació i divisió); Un botó «cancel·lar» per a eliminar el càlcul en curs; Botons d'encès i apagat; Altres funcions bàsiques, com l'arrel quadrada i el percentatge (%). Models més avançats poden comptar amb memòria per a un sol nombre, que es pot fer servir en càlculs següents.
Des de final dels anys 1980, les calculadores simples han estat incorporades en altres dispositius de mà, com telèfons mòbils i rellotges de polsera.
Calculadores científiques Els models més complexos, habitualment anomenats «científics», permeten calcular funcions trigonomètriques, estadístiques i d'altres més complexos. Les més avançades poden mostrar gràfics i incorporen característiques dels sistemes algebraics computacionals. N'hi ha que sónprogramables per a aplicacions com ara resoldre equacions algebraiques, models financers i fins i tot jocs. La majoria poden mostrar nombres de fins a deu dígits sencers o decimals complets. Fan servir la notació científica per a mostrar nombres fins a un límit establert pel dissenyador del model, com 9,999999999 × 1099. Si s'hi introdueix un nombre major o una expressió matemàtica que ho llanci (com un factorial), llavors la calculadora pot limitar-se a mostrar un «error».Història de les calculadores a About.com
Aquest missatge d'«error» també pot mostrar-se si una funció o operació no està matemàticament definida, com és el cas de la divisió per zero o les arrels enèsimes parells de nombres negatius (la majoria de les calculadores científiques no permeten nombres complexos, si bé algunes tenen una funció especial per treballar-los. Algunes calculadores poden distingir entre ambdues errors, fet que no sempre resulta evident per a l'usuari.
Només unes poques companyies desenvolupen i construeixen nous models professionals d'enginyeria i finances; les més conegudes són Casio, Sharp, Hewlett-Packard (HP) i Texas Instruments (TI). Aquestes calculadores són bons exemples de sistemes integrats.
Preocupacions sobre el seu ús En l'educació En la majoria dels països desenvolupats, els estudiants fan servir calculadores en el treball escolar. Va haver-hi certa resistència inicial a la idea pel temor que les habilitats aritmètiques bàsiques se'n ressentirien. Roman cert desacord sobre la importància de l'habilitat per a realitzar càlculs a mà o mentalment, amb alguns plans d'estudis restringint l'ús de la calculadora fins que s'assoleix cert nivell de destresa matemàtica, mentre que uns altres se centren més a ensenyar tècniques d'estimació numèrica i resolució de problemes.
Hi ha altres preocupacions, com per exemple el fet que un alumne usi la calculadora erròniament però cregui que la resposta és correcta perquè és el resultat donat per la calculadora. Els professors intenten combatre això animant els estudiants a realitzar manualment una estimació del resultat i assegurar que s'apropa al resultat calculat. També és possible que un nen teclegi -1 × -1 i obtingui la resposta correcta «1» sense advertir el principi implicat. En aquest sentit, la calculadora passa a ser una crossa més que una eina didàctica, que pot frenar els estudiants durant un examen si aquests es dediquen a comprovar fins i tot els càlculs més trivials.
Altres Els errors no es restringeixen només als estudiants. Qualsevol usuari pot confiar descuidadament en la sortida d'una calculadora sense comprovar la magnitud del resultat, és a dir, el lloc on la coma decimal apareix. Aquest problema també es donava en l'època de les regles de càlcul i els càlculs amb llapis i paper, quan l'usuari havia d'establir les magnituds del resultat.
Algunes fraccions com són incòmodes de mostrar en una calculadora, perquè solen arrodonir-se a 0,66666667 o similar. A més, algunes fraccions com 0,14285714… poden ser difícils de reconèixer en la forma decimal (de fet, l'anterior nombre és )). Algunes de les calculadores científiques més avançades són capaces de treballar amb fraccions comunes, si bé en la pràctica el seu maneig és bastant pesant.
Calculadores i aplicacions de càlcul d'ordinador Els ordinadors personals, les PDAs i els navegadors d'internet contenen programes per calcular o emuladores de calculadores Calculadores simples o científiques com la Microsoft Calculator. Calculadores més complexes, amb funcions de presentació gràfica, i algunes amb programació: ATCalc. Fulls de càlcul com Microsoft Excel o OpenOffice.org Calc. Programes d'àlgebra computacional com Mathematica, Maple i MATLAB poden realitzar càlculs avançats.
Calculadores enfront de computadores miniatura|Game Box M3
El mercat de les calculadores és extremadament sensible al preu: l'usuari típic desitja el model més barat que compti amb un conjunt de característiques concret, però no es preocupa massa per la velocitat (atès que aquesta ve limitada per la rapidesa amb la qual l'usuari és capaç de prémer els botons). Per això, els dissenyadors de calculadores s'esforcen a minimitzar el nombre d'elements lògics dels circuits integrats en lloc del nombre de cicles de rellotge necessaris per efectuar un càlcul.
Per exemple, en lloc d'un multiplicador maquinari, una calculadora pot implementar les operacions en coma flotant amb codi en memòria ROM i calcular les funcions trigonomètriques amb l'algorisme CORDIC perquè no exigeix càlculs en coma flotant. Els dissenys lògics en sèrie són molt més comuns en les calculadores que els paral·lels, mentre que aquests dominen en els ordinadors de propòsit general, a causa del fet que el primer minimitza la complexitat del circuit integrat a canvi de necessitar molts més cicles de rellotge.
Història Origen: l'àbac
miniatura|Àbac xinès Les primeres calculadores van ser àbac, construïts sovint com un marc de fusta amb comptes lliscants sobre filferros. Els àbacs van ser usats durant segles abans de l'adopció del sistema escrit de numerals àrabs, i encara segueixen sent emprats per mercaders i oficinistes de la Xina i altres parts del món.
Segle William Oughtred va inventar la regla de càlcul el 1622, que el seu alumne Richard Delamain va revelar el 1630. Wilhelm Schickard va construir la primera calculadora automàtica, anomenada «Rellotge Calculador» el 1623. Uns vint anys després, el 1643, el filòsof francès Blaise Pascal va inventar un dispositiu de càlcul, més tard conegut com a pascalina, que va servir per al càlcul d'imposts a França fins al 1799. El filòsof alemany Gottfried Leibniz també va construir el Calculus ratiocinator, una màquina de calcular, basada en un mecanisme que posteriorment s'anomenaria la roda de Leibniz.
Segle Charles Babbage va desenvolupar el concepte més encara, obrint el camí cap als computadors programables, si bé la màquina que va construir era massa pesant com per a ser pràctic.
Les últimes dècades del hi ha hagut importants avanços en les calculadores mecàniques: El 1872 Frank Baldwin va inventar als Estats Units la calculadora de roda dentada, que també va ser desenvolupada independentment dos anys després per W.T. Odhner a Suècia. El model d'Odhner i uns altres similars d'altres companyies van vendre diversos milers d'unitats en els anys 1870. Dorr I. Felt va inventar als Estats Units el comptòmetre el 1884, la primera màquina operada per tecles que permetia sumar i calcular, a diferència dels dissenys anteriors, que exigia operar palanques separades. El 1886 es va unir a Robert Tarrant per a constituir la Felt & Tarrant Manufacturing Company, que va fabricar milers de comptòmetres. El 1891 William S. Burroughs va començar a comercialitzar una calculadora sumadora impressora. La Burroughs Corporation va esdevenir una de les principals companyies en el mercat de màquines de comptabilitat i computadores. La calculadora Millionaire es va presentar el 1893. Permetia la multiplicació directa per qualsevol nombre.
1900 a 1960 Les calculadores mecàniques aconsegueixen el seu zenit miniatura|Calculadora Brunsviga produïda entre 1934 i 1947, destapada. El cilindre central és una roda de Leibniz. La primera meitat del va assistir al desenvolupament gradual de les calculadores mecàniques que ja havien estat inventades, si bé es van fer algunes innovacions importants. miniatura|Calculadora mecànica de 1914.
La màquina sumadora-llistadora de Dalton presentada el 1902 va ser la primera del seu tipus a usar només deu tecles, convertint-se en el primer de molts models diferents de «sumadores-llistadores de 10 tecles» fabricades per diverses companyies.
El 1948 surt la calculadora miniatura Curta, que s'actua amb una ma. Va ser desenvolupat per Curt Herzstark en un camp de concentració nazi, suposant un desenvolupament extrem del mecanisme calculador de rodes dentades escalonades. miniatura|Una Curta de tipus II, coneguda també com "la moledora de pebre".
Des de principi dels anys 1900 fins a la dècada del 1960, les calculadores mecàniques van dominar el mercat de computació d'escriptori. Els principals fabricants nord-americans eren Friden, Monroe i SCM/Marchant. Aquests dispositius funcionaven amb l'ajuda d'un motor i disposaven de carros mòbils on els resultats dels càlculs eren mostrats mitjançant quadrants. Gairebé tots els teclats eren «complets»: cada nombre que podia introduir-se tenia la seva pròpia columna de nou tecles (de l'1 al 9) més una columna per netejar, permetent la introducció de diversos nombres alhora. Podria dir-se que això era una entrada paral·lela, enfront de l'entrada en sèrie de deu tecles que era comuna en les sumadores mecàniques i actualment és universal en les calculadores electròniques. (Gairebé totes les calculadores Friden tenien un teclat auxiliar de deu tecles per introduir el multiplicador quan es realitzava aquesta operació.) Els teclats complets tenien generalment deu columnes, si bé alguns models de baix cost en tenien només vuit. La majoria de les màquines fabricades per aquestes tres companyies no imprimien els seus resultats, encara que altres companyies com Olivetti van fabricar calculadores impressores.