En este artículo, exploraremos en profundidad cómo funciona un computador. Desde sus orígenes históricos hasta sus componentes modernos, entenderemos cómo estas máquinas se han convertido en una parte esencial de nuestras vidas diarias.
Tabla de Contenido
¿Qué es un computador?
En la definición más sencilla un computador o computadora es un dispositivo que calcula. La Real Academia de la Lengua define a la computadora electrónica como: "una máquina electrónica que, mediante determinados programas, permite almacenar y tratar información, y resolver problemas de diversa índole".
A partir de este concepto bastante general de lo que es un computador vamos a revisar cómo funciona un computador.
Historia de los Computadores
La historia de los computadores se remonta a miles de años atrás, con el uso del ábaco como uno de los primeros dispositivos de cálculo. Este ábaco que es formado de madera y otros materiales tiene una forma rectangular con bolas que permite realizar las operaciones aritméticas básicas (suma, resta, multiplicación y división). Recuerdo de pequeño tener uno de estos ábacos y a mis hijos también se los he obsequiado.
Con el tiempo, se desarrollaron máquinas más complejas, como la máquina de Blaise Pascal (pascalina) creada en el siglo XVII, la máquina se basa en un sistema decimal de numeración siendo una caja con ruedas dentadas conectadas entre sí que funciona con una manivela para realizar operaciones aritméticas.
En el siglo XIX, la máquina de Charles Babbage (máquina analítica) era un diseño que debía funcionar con un motor de vapor y cuya entrada de datos era a través de tarjetas perforadas.
La verdadera revolución comenzó en el siglo XX con la invención de los computadores electrónicos. ENIAC, desarrollado en 1945, fue uno de los primeros computadores digitales de propósito general. Desde entonces, hemos visto una rápida evolución en el tamaño, la velocidad y la capacidad de los computadores.
Sistemas de Numeración
Un sistema de numeración es un conjunto de reglas y símbolos utilizados para representar números y realizar operaciones aritméticas. Los sistemas de numeración definen cómo los números son escritos y comprendidos dentro de un contexto específico.
Sistema Decimal (Base 10)
Descripción: El sistema decimal es el sistema numérico más comúnmente utilizado en la vida cotidiana. Utiliza diez dígitos: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 y 9.
Ejemplo: 345, 78.9
Sistema Binario (Base 2)
Descripción: Utilizado principalmente en la informática y la electrónica digital. Este sistema utiliza solo dos dígitos: 0 y 1.
Ejemplo: 1010 (que es 10 en decimal)
Sistema Octal (Base 8)
Descripción: Utiliza ocho dígitos: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 y 7. A veces se utiliza en informática como una representación más compacta de los números binarios.
Ejemplo: 17 (que es 15 en decimal)
Sistema Hexadecimal (Base 16)
Descripción: Utiliza dieciséis dígitos: 0-9 y las letras A-F, donde A representa 10, B representa 11, y así sucesivamente hasta F que representa 15. Comúnmente usado en programación y en el diseño de sistemas digitales.
Ejemplo: 1A (que es 26 en decimal)
Adicional a estos 4 sistemas de numeración existen: sistema duodecimal (base 12), sistema romano, sistema de numeración natural, sistema de numeración entera, sistema de numeración racional, sistema de numeración irracional.
Un mundo de unos y ceros
Seguramente, ha escuchado en la películas y series alguna referencia a unos y ceros, esto es porque los computadores se basan en circuitos electrónicos donde el cero representa la ausencia de electricidad y el 1 la presencia de electricidad; es así que los computadores se basan en el sistema binario para su funcionamiento usando millones de transistores que pueden realizar millones de operaciones por segundo. Pero ¿cómo es posible que nosotros podamos trabajar en el sistema decimal en una hoja de cálculo? esto es, debido a que entre los sistemas de numeración existen conversiones.
¿Qué es el Hardware?
El hardware se refiere a todos los componentes físicos de una computadora. Estos componentes son tangibles (se pueden tocar). El hardware incluye una amplia gama de dispositivos y piezas que son esenciales para el funcionamiento de cualquier sistema informático. A continuación, algunos de los componentes de hardware más importantes:
Unidad Central de Procesamiento (CPU - Central Processing Unit):
También conocida como el procesador, la CPU es el "cerebro" de la computadora. Realiza cálculos y ejecuta instrucciones para realizar tareas.
Memoria RAM (Memoria de Acceso Aleatorio):
La RAM almacena datos temporalmente mientras el sistema está en uso. Permite un acceso rápido a la información y es crucial para el rendimiento general de la computadora. Cuando un computador se apaga la RAM se vacía.
Disco Duro (HDD) y Unidad de Estado Sólido (SSD):
Estos dispositivos de almacenamiento almacenan datos de manera permanente. Los HDD utilizan discos magnéticos, mientras que los SSD utilizan memoria flash, ofreciendo mayor velocidad y durabilidad.
Placa Base (Motherboard):
Es la placa principal de la computadora a la que se conectan todos los demás componentes. Facilita la comunicación entre la CPU, la memoria y otros dispositivos.
Tarjeta Gráfica (GPU):
Procesa y renderiza gráficos y videos. Es esencial para aplicaciones de diseño gráfico, videojuegos y edición de video. También se usa para el procesamiento de algoritmos de Inteligencia Artificial.
Fuente de Poder (fuente de alimentación):
Es el componente que suministra la energía eléctrica necesaria para que todos los componentes del sistema funcionen correctamente.
Periféricos:
Incluyen dispositivos externos como el teclado, el ratón, el monitor, la impresora y el escáner. Permiten la interacción del usuario con la computadora. Existe una gran cantidad de otros periféricos que se pueden conectar al computador.
¿Qué es el Software?
El software se refiere a los programas y aplicaciones que se ejecutan en una computadora. A diferencia del hardware, el software es intangible y consiste en código escrito por desarrolladores. El software es esencial para que el hardware funcione, ya que proporciona las instrucciones que la computadora necesita para realizar tareas específicas. Existen diferentes tipos de software, cada uno con sus propias funciones:
Software de Sistema:
Lenguaje Máquina: Este es el nivel más bajo de instrucciones que puede entender y ejecutar directamente el procesador. Se compone de código binario (una serie de 0s y 1s, lo mencioné anteriormente) que representan comandos muy básicos. Este código binario no es legible para los humanos.
Lenguaje Ensamblador: Es un lenguaje de programación de bajo nivel que se encuentra un paso por encima del lenguaje máquina. Está diseñado para ser comprensible para los humanos. Cada instrucción de lenguaje ensamblador se traduce directamente en una instrucción de lenguaje máquina.
Sistema Operativo (SO): El sistema operativo es el software principal que gestiona todos los recursos de la computadora y proporciona una interfaz para que los usuarios interactúen con el sistema. Ejemplos incluyen Windows, macOS, Linux y Android.
Controladores de Dispositivos: Permiten que el sistema operativo se comunique con el hardware. Sin los controladores adecuados, los dispositivos no funcionarían correctamente.
Software de Aplicación:
Aplicaciones de Oficina: Programas como Microsoft Office (Word, Excel, PowerPoint) que permiten a los usuarios realizar tareas de oficina.
Navegadores Web: Programas como Google Chrome, Firefox y Safari que permiten a los usuarios navegar por internet.
Software de Edición: Programas para editar fotos, videos y audio, como Adobe Photoshop y Premiere Pro.
Software de Desarrollo:
Software personalizado: Muchas empresas o personas requieren software que se ajuste a sus necesidades empresariales, es por ello que contratan a desarrolladores para crear aplicaciones que resuelvan alguna necesidad de su negocio.
Entornos de Desarrollo Integrados (IDE): Herramientas que los desarrolladores utilizan para escribir, probar y depurar su código. Ejemplos: Visual Studio, Eclipse y IntelliJ IDEA.
Lenguajes de Programación: Conjuntos de instrucciones que los desarrolladores usan para crear software. Ejemplos: Python, Java, C#, C++, JavaScript, Solidity, Swift, etc.
Tipos de Computadores
Desktop
Los computadores de escritorio (desktop): son los más comunes y se utilizan en hogares y oficinas. Son conocidos por su capacidad de actualización y personalización. Son computadores personales, también conocidos como estación de trabajo ya que no son portátiles.
Laptop
Laptop o notebook: es una computadora portátil diseñada para ofrecer la funcionalidad de una computadora de escritorio en un formato compacto y móvil. Integra todos los componentes principales, como la pantalla, teclado, touchpad (que actúa como ratón), y batería en un solo dispositivo plegable. Son ligeras y fáciles de transportar.
Mainframes
Los mainframes: son computadores de gran escala utilizados por empresas y organizaciones para procesar y almacenar grandes cantidades de datos. Son extremadamente confiables y seguros. Son utilizados principalmente por grandes organizaciones como bancos, entidades financieras, gobiernos y empresas para tareas críticas donde la alta disponibilidad, seguridad y procesamiento masivo son esenciales.
Servidores
Los servidores: son computadores dedicados a proporcionar servicios a otros computadores en una red. Son esenciales para el funcionamiento de sitios web y aplicaciones empresariales. Los servidores gestionan y procesan datos de forma centralizada, accesible a través de la red por múltiples usuarios y dispositivos. La conectividad de red y las tecnologías de virtualización permiten a los servidores realizar todas sus funciones, como almacenamiento, procesamiento y distribución de datos, sin depender de dispositivos externos
Celulares y Tablets
Los dispositivos móviles: como celulares y tablets, son computadores portátiles diseñados para la comunicación y el entretenimiento. Son conocidos por su facilidad de uso y portabilidad.
Consolas de Videojuegos
Las consolas de videojuegos: son dispositivos especializados en ejecutar juegos electrónicos. Ofrecen una experiencia de juego inmersiva y de alta calidad.
Microcomputadores
Placas electrónicas: se ha popularizado en los últimos años, microcomputadores de bajo costo y tamaño reducido (placas electrónicas) que poseen diferentes características que permite a usuarios principiantes como a profesionales crear proyectos de electrónica. Tienen su propia plataforma de hardware y software.
Conclusión
En resumen, los computadores han evolucionado significativamente desde sus inicios, y continúan siendo una herramienta fundamental en la vida moderna. Comprender su funcionamiento y los diferentes tipos de dispositivos disponibles nos permite aprovechar al máximo su potencial. Desde los primeros ábacos hasta las avanzadas computadoras de hoy en día, el viaje de la computación es una historia de innovación y progreso continuo.
