El venerable cowsay

Lo bien que me lo pasaba "tuneando" la shell con cowsay... Lo divertido es que se lo enseñas a gente joven y se queda alucinada ;-)

Los informáticos contamos empezando por 0

A veces tengo que llamar a un servicio técnico que funciona de la siguiente forma: llamo, digo quién soy, qué problema tengo y a continuación me validan una contraseña que nos han asignado. Por seguridad (no es muy recomendable decir la contraseña en voz alta rodeado de gente), en vez de pedirme la contraseña completa, me piden sólo algunas letras o cifras de la misma: "por favor, dígame las posiciones 1, 6 y 7 de su contraseña".

La primera vez que llamé no fui capaz de decirle las letras que me pedía hasta el tercer intento por lo menos. ¿Qué pasó?
Sencillo: estaba contando los caracteres como si estuviese programando, empezando por 0.

Normalmente, procederíamos así a la hora de contar (en la línea de arriba, la palabra, en la de abajo, la numeración o posiciones):

 C | o | n | t | r | a | s | e | ñ | a

 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10

Sin embargo, un programador contará así:

 C | o | n | t | r | a | s | e | ñ | a

 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9

Casi todos los lenguajes de programación y sistemas siguen este esquema: empezar a contar desde cero. ¿Por qué se hace de esta forma tan poco intuitiva?
La razón que me parece más sencilla es la siguiente: el número 0 también contiene información.

Cuando utilizamos los números naturales para contar empezamos con el 1 porque el 0 no tiene significado: si no hay nada que contar, no contamos. Si hay algo que contar, empezamos por la unidad: "una manzana, dos manzanas, ..."

Sin embargo en los ordenadores cuando contamos en realidad lo que estamos es enumerando direcciones o posiciones.
Vamos a ver un sencillo ejemplo:

Supongamos que tenemos una ínfima memoria RAM de 8 bytes. Esto quiere decir que sólo disponemos de 8 "huecos", "casillas", posiciones o direcciones de memoria.
Podemos pensar en la memoria RAM como en un montón de buzones de correo apilados.

Si queremos acceder a una de estas direcciones para recuperar el contenido o escribir algo necesitamos saber su dirección. Como sabemos, los ordenadores sólo utilizan ceros y unos para contar, así que con tres bits seremos capaces de direccionar toda la memoria:

000 - 001 - 010 - 011 - 100 - 101 - 110 - 111

Estas ternas de números binarios son en el sistema decimal:

0 - 1 - 2 - 3 - 4 - 5 - 6 - 7

Así que tendremos el buzón 0, el buzón 1, el buzón 2, ... hasta el buzón 7. Total, 8 buzones.
Si nos hubiésemos empeñado en numerar los buzones desde el número 1 no nos hubiesen bastado 3 bits (*), puesto que el número 8 en binario es 1000 (**).

Los mayoría de los lenguajes de programación trata las cadenas de texto de la misma forma. Por ejemplo, el lenguaje PHP (con el cual están programados estos blogs) tiene una función o instrucción para extraer parte de una cadena de texto:
substr('Contraseña', 1, 5) nos proporciona 5 caracteres de la palabra 'Contraseña' a partir de la posición 1, esto es, "ontra".
Como ven, también cuentan desde 0.


Notas

(*) Existe una regla muy sencilla para saber cuántas posiciones podemos abarcar con n bits: 2^n.

• Con 3 bits podemos contar 2^3 = 8 posiciones, esto es, del 0 al 7.


• Con 4 bits podemos contar hasta 2^4=16 posiciones (del 0 al 15).

Un ordenador que funcione con 32 bits (los Pentium "clásicos", por ejemplo) podrá direccionar 2^32 = 4.294.967.296 direcciones, es decir, 4 Gigas de memoria. No compre más memoria que esta cantidad para su viejo Pentium. No podrá utilizarla.

(**) A los informáticos también se nos dan muy bien las potencias del número 2. Pregúntenle a un programador "¿cuanto es 2^10?". Seguro que le contesta con bastante rapidez ;-)

Cacheando, que es gerundio

El otro día nos llamó un lector del periódico para preguntarnos porqué le había desaparecido un comentario que había escrito en una noticia.

Le preguntamos qué noticia era y, tras localizarla, observamos que su comentario estaba visible.
Preguntamos entonces al lector qué navegador estaba usando (era Internet Explorer) y le sugerimos entonces la combinación "mágica" de teclas: Ctrl+F5

¡Ya veo el comentario! nos respondió el paciente lector, ¿por qué pasaba esto?, nos preguntó. Mi respuesta fue algo críptica: "el navegador le estaba mostrando la página no actualizada que tenía guardada en la caché".

Intentaré en esta entrada enmendarme y explicar un poco mejor qué es eso de la caché.
Podríamos definir caché como una técnica ampliamente utilizada en los ordenadores que consiste en guardar la información más utilizada en una localización más cercana (más accesible y rápida) al elemento que necesita esta información en vez de en su ubicación original.

No queda muy claro ¿verdad?

A ver si con un ejemplo se entiende mejor:
Volvamos al lector de las noticias y su programa navegador. Generalmente los navegadores van guardando una copia en el ordenador del usuario de las páginas y otros elementos (imágenes, archivos auxiliares, etc) que el usuario va visitando.
Con esto lo que se consigue es que cuando visitamos una página en la que ya hemos estado anteriormente el navegador nos muestra la copia que guardó en la anterior visita, en vez de recuperar los contenidos de la página de internet.
Obviamente, la página se carga en el navegador instantáneamente ya que está guardada en el mismo ordenador del usuario. La desventaja de esto es que si la página "verdadera" ha cambiado mientras, no nos enteramos.
La ubicación donde el navegador guarda estas páginas temporales es la llamada caché del navegador.

No sólo "cachean" (disculpen el barbarismo) los navegadores. Como decíamos, esta técnica se utiliza mucho, y a todos los niveles: desde los microprocesadores (CPU) hasta los programas que utilizamos los usuarios finales.

Esta misma página que Ud. está leyendo ha sido cacheada varias veces por distintos dispositivos y programas.
La mayoría de las páginas web hoy en día no son estáticas, sino dinámicas, esto es, se generan "al vuelo", cuando alguien (el lector) las solicita a un servidor web.

Este texto que estoy escribiendo, el título, la fecha y demás datos se guardan en una base de datos. Cuando alguien solicita esta página, el servidor web a su vez pide los datos a la base de datos (que puede estar en la misma máquina o en otra). Una vez obtenidos los datos necesarios, "compone" la página dinámicamente, poniendo el título en un sitio, el texto en otro, añadiendo el encabezado de la página y el pie. Una vez montada la página, la devuelve al cliente (la persona que desde su navegador solicitó la página).

En este sencillo proceso se cachea casi todo por razones de eficiencia. Si a la base de datos le va a llegar muchas veces la solicitud "dame el título, texto y fecha del artículo X", el programa que la gestiona guardará en memoria los resultados de esta consulta, para que la siguiente vez que se lo pidan pueda devolver estos datos con mayor rapidez.

El servidor web, una vez que tiene los datos, como decíamos, "monta" la página final y la guarda también, para que la siguiente vez que le sea solicitada no tenga que repetir la consulta a la base de datos ni el proceso de montaje.

Finalmente, el navegador de la persona que solicitó la página con toda probabilidad también cacheará la página, o algunos de sus elementos, para que en una posterior visita no tenga que solicitarla de nuevo al servidor web.

La duda que nos puede surgir es ¿cuánto tiempo permanecen los datos en las cachés? En algún momento tendrán que renovarse, si no, veríamos siempre todo igual.

La respuesta es compleja, y depende mucho de la tipología del sitio web, del número de visitas y muchos más factores. Por ejemplo, este blog actualiza su caché cada 5 minutos aproximadamente. Otras páginas web, en las que la información varía más en el tiempo (por ejemplo, la página web del diario Público) se actualizan con mayor frecuencia. A menudo se busca un compromiso entre la conveniencia de cachear páginas (se sirven con mayor rapidez) y la necesidad de que éstas estén actualizadas.