¿Puedes recordar la masa de un electrón de hasta seis decimales? ¿Puede calcular la raíz cuadrada de 816 en menos de un segundo? ¿Puedes sumar un número por si mismo 30 o más veces sin equivocarte? Las calculadoras, ya sean calculadoras electrónicas, de PC, o del tipo que sean, pueden hacer todo esto y mucho más, usando unos pequeños conmutadores llamados transistores.
Nuestro cerebro es increíblemente versátil, pero generalmente es duro calcular cosas de cabeza, ya que la cantidad de números que podemos recordar es limitada. Según una investigación realizada en los años cincuenta por el físico George Miller, solemos recordar normalmente de cinco a nueve dígitos, antes de que nuestra cabeza nos empieza a doler y empezamos a olvidar.
Este es el motivo por el que las personas han estado usando dispositivos y ayudas desde siempre para poder realizar nuestros cálculos. La palabra calculadora viene del latín calculare, que significa contar usando piedras. Las calculadoras mecánicas – hechas de palancas y engranajes – fueron muy utilizadas a finales del siglo 19 y a principios del siglo 20. Entonces empezaron a aparecer las primeras calculadoras electrónicas de bolsillo, gracias principalmente a los microchips de silicona en los años sesenta y setenta.
Las calculadores tiene mucho en común con los ordenadores: comparten mucha de su historia y trabajan de una forma similar, aunque hay una diferencia crucial: una calculadora es un máquina operada enteramente por el hombre para procesar las matemáticas, mientras que un ordenador puede ser programado para que haga tareas por si mismo. Dicho de otra manera, un ordenador es programable y una calculara no lo es.
¿Que tenemos dentro de una calculadora?
Si has abierto alguna vez una calculadora electrónica básica, puede que te hayas sentido decepcionado de los pocos componentes electrónicos que has encontrado. No recomendamos que hagas esto con una calculadora recién comprada y estrenada, aunque si sientes curiosidad, puedes abrir alguna vieja calculador que tengas por casa. De todos modos, básicamente lo que veremos es lo siguiente:
- Un teclado o entrada, que no es mas que una pequeña pieza de plástico con unas cuarenta teclas, con una membrana de goma debajo y un circuito sensitivo al tacto pegado a el.
- Un procesador, que es un microchip que hace todo el trabajo más duro.
- La salida es una pantalla de cristal líquido (LCD) para mostrar los números que vas tecleando y los resultados de los cálculos.
- La alimentación del dispositivo, que es una pequeña batería de larga duración, o incluso un panel solar para proporcionar energía de forma autónoma.
Esto es lo que nos encontraremos en prácticamente cualquier calculadora básica. Ahora veremos que pasa cuando apretamos una tecla. Cada vez que pulsamos una tecla, ocurren una serie de cosas en una rápida sucesión.
- Según apretamos el plástico duro, se comprime la membrana de goma que hay debajo. Esto es de algún modo un trampolín en miniatura que activa un minúsculo botón posicionado directamente bajo cada tecla, y más abajo, un espacio vacío.
- El botón de goma es presionado creando un contacto eléctrico entre dos capas del sensor del teclado, el cual es detectado por el circuito del propio teclado.
- El procesador o chip averigua la tecla que se ha presionado.
- Un circuito en el procesador activa los segmentos apropiados en la pantalla correspondiente al número que has elegido.
- Si presionas más número o teclas, el procesador los mostrará en la pantalla, y lo seguirá haciendo hasta que pulses otra tecla que haga referencia a una operación, como por ejemplo de sumar o multiplicar.
Sin embargo, aunque una calculadora pueda mostrar números decimales del 0 al 9, no significa que los pueda entender de la manera que lo hacemos nosotros. Al igual que los ordenadores, las calculadoras trabajan usando un sistema de numeración totalmente diferente llamado código binario, basado únicamente en dos números, unos y ceros. En el sistema decimal, las columnas de números corresponden a unos, dieces, cientos, miles, y así sucesivamente, pero en binario las mismas columnas representan potencias de dos.
Una de las razones del porque a la gente le gustan los números digitales, es porque tenemos diez dedos. Las calculadoras no tienen dedos, y como se ha comentado al principio, lo que tienen son miles de conmutadores electrónicos llamados transistores, que puedes estar encendidos o apagados. Una calculadora puede almacenar números decimales conmutando una serie de transistores en un esquema binario.
Los transistores en si, almacenan estos números binarios conmutando los flujos eléctricos de on a off. Cuando está encendido, almacena un 1, y cuando conmuta a la posición de apagado, es un cero. Como podemos ver, almacenar números es fácil, aunque para hacer las operaciones de sumar, dividir, restar y multiplicar, necesita algo más que corrientes eléctricas. Se deben utilizar circuitos inteligentes llamados puertas lógicas, de las cuales hablaremos en otro artículo.
