Las tripas de un ordenador

"Tengo que ampliar la RAM", "el disco duro esta lleno", "esta CPU es muy potente", ...

Nuestro lenguaje cotidiano está lleno de tecnicismos y referencias a dispositivos informáticos. ¿Sabemos realmente su significado y cuál es su función?

Hagamos un poco de historia.

Las primeras computadoras electrónicas se empezaron a diseñar y construir en los años 30-40 del siglo XX. Eran artilugios de un tamaño monstruoso que funcionaban a base de válvulas de vacío, condensadores, resistencias y otros componentes electrónicos de uso común.
Sin embargo, pese a su aparente primitivismo, muchas de estas primeras computadoras ya tenían un estructura similar a la que encontramos en los ordenadores actuales: una parte se ocupaba de realizar los cálculos y operaciones lógicas, otro componente estaba especializado en almacenar instrucciones y resultados de los cálculos y, finalmente, otro conjunto de dispositivos se encargaba de recibir datos de entrada y presentar o emitir los datos procesados.

Como decíamos, hoy los ordenadores tienen una estructura muy similar.
Examinemos los más importantes, simplificando bastante y siguiendo un criterio no muy académico.

1. CPU
Son las siglas de "Central Processing Unit" (Unidad Central de Proceso).
Básicamente desempeña varias funciones diferenciadas, asignadas cada una de ellas a un subsistema dentro de la misma CPU.

• Mantener un mecanismo de sincronización o temporización para todas las operaciones que realiza. El dispositivo más habitual es un generador de pulsos periódicos, comúnmente llamado "reloj".


• Controlar o gestionar el funcionamiento general de todas las operaciones y procesos que se llevan a cabo.


• Leer e interpretar las instrucciones que están almacenadas en la memoria.


• Hacer los cálculos y operaciones lógicas necesarias.


• Guardar resultados intermedios e instrucciones temporalmente. Estos se almacenan en unas memorias internas de la CPU llamada registros.

Coloquialmente llamamos "CPU" a la caja del ordenador (en modelos de sobremesa), pero esta denominación no es correcta: en la caja realmente se encuentran la CPU, la memoria, los discos duros, la fuente de alimentación y más componentes.
La velocidad de funcionamiento de una CPU se suele medir como la frecuencia del reloj interno (hertzios o múltiplos, del orden de GHz en las CPUs actuales)

2. Memoria principal
También llamada RAM (Random Access Memory, memoria de acceso aleatorio), en referencia a su funcionamiento.
En la memoria principal se almacenan datos e instrucciones. Para entendernos: en la memoria en un momento dado está cargado tanto el programa que estamos ejecutando (por ejemplo, el procesador de textos) como los datos que maneja el programa (el texto que estamos escribiendo).
La memoria principal suele ser volátil, esto es, si se apaga el ordenador, su contenido se pierde. Por esta razón se necesita algún dispositivo de almacenamiento permanente, para guardar los programas que necesitamos para trabajar y los datos con los que trabajamos.
Actualmente la memoria principal en ordenadores personales suele ser de cientos de Mb a algunos Gb [*]

3. Memoria auxiliar o secundaria.
Son los dispositivos en los que la información se guarda de forma más o menos permanente (discos duros, CDs, DVDs, memorias externas -USB y similares-, etc)
Son más lentos que la memoria principal y por esta razón cuando arrancamos un programa (el navegador, por ejemplo), primero se lee del disco duro y se transfiere el programa a la memoria principal. La CPU entonces accede a la memoria principal y "lee" las instrucciones que debe llevar a cabo.
La capacidad de almacenamiento en los discos duros actuales está comprendida entre decenas y centenas de Gb.

A veces el conjunto de instrucciones de un programa es demasiado grande y no cabe en la memoria. En este caso, sólo se carga parte del programa en la memoria principal. Cuando se necesitan más instrucciones, se leen del disco duro. Este último acceso es menos rápido, por lo que, si este acceso al disco duro es muy frecuente, tendremos la sensación subjetiva de que "el ordenador va lento".

4. Dispositivos de entrada y salida
Monitores, teclados, ratones, escáneres, impresoras, ... Todos son dispositivos que permiten introducir y/o recuperar información en el ordenador e interactuar con las personas que los utilizan.

Podemos generalizar y decir que las unidades funcionales de un ordenador mantienen una jerarquía, y que, cuanto más "abajo" en esta jerarquía, mayor lentitud de funcionamiento.

El componente más rápido es la CPU, seguido de la memoria principal, la memoria auxiliar y los dispositivos de entrada-salida. El "componente" más lento somos nosotras, las personas.

(*) En próximas entradas hablaremos de hertzios, megas, gigas y demás unidades.

Para saber más

• Artículos sobre la CPU, computadora y ENIAC (una de las primeras computadoras)


• Arquitectura de computadoras.