¿Cómo pueden las calculadoras calcular tan rápido?

La mayoría de las calculadoras y computadoras de hoy están hechas de dispositivos de estado sólido; Todos los componentes electrónicos necesarios se combinan en un solo chip llamado circuito integrado, que es el Square Black Thingy en el centro de la imagen a continuación . El IC (circuito integrado) tiene todos los circuitos necesarios para el funcionamiento de la calculadora, como puede ver en las conexiones verdes que entran y salen

^ Dentro de una calculadora de bolsillo moderna ^

El componente principal de una calculadora alojada dentro del IC es la ALU o la U nitología lógica aritmética que consta de cientos de miles de circuitos como el siguiente, que se utiliza para agregar dos números (dígitos). Estas puertas lógicas se pueden organizar de modo que salgan de la suma, diferencia, producto, cociente, resto, porcentaje, potencia, logaritmo, seno, coseno y todo el resto de las operaciones matemáticas.
La entrada que ingresa a través del teclado se entiende en binario (1s y 0s) y miles de estas puertas lógicas juntas llevan a cabo la instrucción que desea. En los días anteriores, las calculadoras eran mecánicas como la CURTA bellamente compacta:

o electrónico como los gigantes de tubo de vacío del tamaño de una sala de savia de jugo:

^ Una de las primeras computadoras, pero aún califica para ser una calculadora programable según los estándares modernos ^ _ ^

La razón por la cual las calculadoras son tan rápidas es que no tienen partes móviles. La invención de transistores , circuitos integrados y años de refinación han llevado a las calculadoras de bolsillo modernas. Las calculadoras de tubos de vacío anteriores tomarían días lo que las calculadoras de hoy pueden lograr en segundos. Todo gracias a la operación de alta velocidad de dispositivos electrónicos de estado sólido (como diodos, transistores, mosfets, etc.); son impulsados ​​por un “reloj” interno de alta frecuencia, un circuito que envía pulsos regulares de electricidad a las puertas lógicas que los hace procesar la respuesta a altas velocidades.

Para resumir: la razón principal por la cual las calculadoras son tan rápidas es que los componentes electrónicos utilizados para fabricarlos se han sometido a tanta ingeniería e investigación que funcionan a velocidades muy altas. Pero lo curioso es que los circuitos actuales han alcanzado velocidades de operación tan altas que la única restricción para la velocidad es el propio usuario.

Cuantos más transistores y circuitos integrados tiene las funciones matemáticas más avanzadas que puede realizar. Cuando ingresa números en una calculadora, el circuito integrado convierte esos números en cadenas binarias de 0 y 1.

En realidad, trabajan muy lentamente. Son miles de veces más lentos que el teléfono, tableta o PC que usó para escribir esta pregunta.

Esto es deliberado. Los hace baratos de fabricar, evita que se sobrecalienten y les da una vida útil de la batería de años en lugar de horas.

Utilizan tablas cableadas de valores precalculados para un montón de cosas, y luego hacen cálculos sobre los intervalos entre estos valores. Del mismo modo, generalmente están calculando con una exactitud mucho mayor.

Simplemente trabajan más rápido que tú. Almacenan valores. Son pequeñas computadoras. Funcionan almacenando valores en tablas. Interpolan la tabla y encuentran el resultado. Otros métodos para álgebra se basan en métodos computacionales que son rápidos.

En esa máquina tiene un programa lógico con Algoritmo por eso funciona rápido.