¿Cómo Funcionan Las Computadoras Y Qué Hay Dentro?

Es una pregunta simple, pero es una pregunta que todos se hacen de vez en cuando. ¿Cómo funciona realmente esta computadora frente a mí?

En solo unas pocas décadas, las computadoras han pasado de ser dispositivos simples a elementos básicos del siglo XXI. Pero a pesar de su tecnología relativamente nueva, la mayoría de la gente no sabe que un simple rectángulo lo suficientemente pequeño como para caber en una mochila puede hacer de todo, desde reproducir matemáticas complejas hasta reproducir audio y ejecutar software sofisticado.

Entonces, ¿cómo funcionan las computadoras y qué componentes se necesitan para construirlas?

¿Que es una computadora?

Una computadora es un dispositivo electrónico programable capaz de procesar información. Las computadoras compuestas de hardware y software operan en dos niveles. Es decir, recibe datos a través de canales de entrada y envía salidas a través de dispositivos de almacenamiento en vivo o digitales.

Las computadoras modernas no deben confundirse con la antigua ocupación informática del siglo XIX. Ambos realizan cálculos matemáticos y procesamiento de información que consumen mucho tiempo y son tediosos, pero uno es un ser humano y el otro es una máquina.

¿Cómo funcionan las computadoras?

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Las computadoras procesan entradas para producir la salida deseada, pero ¿cómo superan las máquinas a los cerebros humanos?

Las computadoras convencionales no intentan imitar el cerebro humano. En su lugar, ejecuta instrucciones secuencialmente a medida que los datos se mueven continuamente desde la entrada y la memoria hasta el procesador del dispositivo. Las computadoras neuromórficas, por otro lado, procesan datos simultáneamente, haciendo que los datos sean más rápidos, más eficientes energéticamente y más cerca de la estructura del cerebro humano.

Por defecto, la computadora opera en cuatro etapas.

1. Entrar: La entrada son datos antes del procesamiento. Proviene de ratones, teclados, micrófonos y otros sensores externos.
2. ahorrar: El almacenamiento es cómo una computadora guarda los datos de entrada. Los discos duros se utilizan para el almacenamiento de datos de gran capacidad a largo plazo, y los conjuntos de datos para el procesamiento inmediato se almacenan temporalmente en la RAM (memoria de acceso aleatorio).
3. curar : El procesamiento es donde la entrada se transforma en salida. La unidad central de procesamiento (CPU) de una computadora es el cerebro. Es responsable de realizar operaciones y comandos matemáticos sobre los datos de entrada.
4. Producir: La salida es el resultado final del procesamiento de datos. Puede ser contenido de imagen, video o audio, o puede ser una palabra que escriba con el teclado. También es posible recibir la salida a través de una impresora o proyector en lugar de directamente a través del dispositivo.

Componentes de hardware de la computadora

Cuanto más simple sea la tarea que debe realizar la computadora, más fácil será construirla. Esta es la razón por la cual las computadoras más antiguas son simples en comparación con las computadoras modernas con una funcionalidad limitada.

Un componente de hardware es cualquier cosa que pueda tocar y ver físicamente en una computadora, incluidos todos los dispositivos de entrada y salida, desde teclados, micrófonos y ratones hasta monitores y parlantes.

El hardware también es un elemento de procesamiento físico, como el almacenamiento, el procesador, la tarjeta gráfica, la tarjeta de sonido, la memoria RAM y la placa base, todos los cuales juegan un papel importante en las computadoras modernas.

Tarjeta madre

La placa base es el principal centro de comunicación entre los componentes de hardware de una computadora. Este es el circuito principal al que todo debe estar conectado físicamente, excepto aquellos que dependen de Bluetooth o Wi-Fi. No se puede tener una computadora moderna que funcione sin una placa base.

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Si la placa base es el centro de comunicación, el procesador es el director de comunicación. Recibe e interpreta entradas y comandos y envía señales a otros componentes que indican exactamente qué hacer con los datos para la salida deseada. Cuantos más núcleos tiene un procesador, más trabajo puede hacer al mismo tiempo.

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La RAM es el asistente principal de la CPU. En lugar de datos de phishing de dispositivos de almacenamiento bastante grandes, la RAM almacena datos utilizados por el sistema operativo, el software en ejecución y la entrada entrante. Cuanta más RAM tenga, más software pesado podrá ejecutar sin ralentizar su dispositivo.

Disco duro/SSD

HDD significa disco duro. Un componente que almacena permanentemente medios y aplicaciones, incluido el sistema operativo (SO). Los tamaños y el rendimiento van desde cientos de gigabytes (GB) hasta varios terabytes (TB).

También puede ver otro tipo de hardware de almacenamiento, las unidades de estado sólido (SSD). SSDs and HDDs are useful for different things, muchos usuarios combinan discos para optimizar el rendimiento.

Procesador de gráficos

Una unidad de procesamiento de gráficos (GPU) se utiliza en las computadoras para procesar imágenes visuales. Una GPU potente es esencial para renderizar imágenes y gráficos de alta calidad o jugar videojuegos. El procesamiento de gráficos puede ser un componente propio o estar integrado en la CPU.

Tarjeta de sonido

La tarjeta de sonido es la encargada de procesar y enviar los datos auditivos al altavoz. De manera similar, la tarjeta de sonido puede ser una parte separada o estar integrada con la CPU.

Componentes de software de la computadora

Las computadoras modernas usan una combinación de componentes de hardware y software que trabajan juntos para procesar entradas y salidas complejas.

El software es un conjunto de instrucciones escritas previamente que le dicen a una computadora qué hacer. Es un programa digital en lugar de un componente físico que puede ver cuando abre la tapa de una computadora o computadora portátil.

Y al igual que el hardware de la computadora, diferentes tipos de software juegan diferentes roles en el funcionamiento de una computadora.

Firmware

El firmware es donde se difumina la línea entre el hardware y el software. Software que está físicamente grabado en hardware.

El firmware es lo primero que arranca cuando enciende su computadora y es un programa simple que le indica a la computadora que inicie el sistema operativo. Sin él, su computadora no ejecutará un sistema operativo u otros componentes, y estará atascado en un hardware con el que no puede comunicarse.

Sistema operativo (SO)

Un sistema operativo es el software que administra los recursos de hardware y software de su computadora. Del mismo modo, sin un sistema operativo, no puede comunicarse con su computadora ni siquiera usando un dispositivo de entrada.

El futuro de las computadoras

Las computadoras que siguen el modelo de procesamiento secuencial serán más baratas, más pequeñas, más rápidas y más eficientes. Sin embargo, los diseños y arquitecturas de computadoras tradicionales han llegado a sus límites. En cambio, podemos esperar el surgimiento de arquitecturas informáticas modernas que no se basan en tecnologías diseñadas por primera vez hace más de 50 años, como computadoras cuánticas que son más accesibles desde el punto de vista de una computadora neuromórfica.

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