Electrónica digital y analógica: conceptos básicos, sistemas numéricos y arquitectura de computadoras

Electrónica

Electrónica: ciencia que estudia los dispositivos, circuitos y sistemas que permiten el intercambio, transmisión, almacenamiento y uso de la información.

Representación de la información

Los sistemas digitales se basan en circuitos que adoptan dos estados diferentes: abierto (open) o cerrado (close). Por ello, en electrónica e informática se usan sistemas binarios que representan cada uno de los estados mediante un bit, cuyos valores son 1 o 0. Dado que un bit almacena una cantidad de información muy pequeña, los ordenadores trabajan con agrupaciones de 8 bits, denominadas byte, y sus correspondientes múltiplos.

Sistemas analógicos

Los sistemas analógicos usan señales continuas, cuyos valores pueden tomar un número infinito de valores comprendidos dentro de un rango (temperatura, peso, velocidad). Ejemplo: la voz, la radio o los archivos de audio.

Señal analógica: es precisa, pero difícil de manipular, guardar y recuperar con exactitud. Por ello, se digitalizan para poder usarlas y, al final del proceso, vuelven a convertirse en su naturaleza analógica original. Por ejemplo, al telefonear, la voz se digitaliza para transmitirse en redes de telecomunicaciones y, una vez en el teléfono del interlocutor, se transforma de nuevo en voz.

Sistemas digitales

Los valores de los sistemas digitales están dentro de un rango finito. Ejemplo: los ordenadores (solo usan 0 y 1). La mayoría de equipos actuales funcionan con sistemas digitales, como los de comunicación en telefonía, radio y TV.

Sistemas de numeración

Un sistema de numeración es un conjunto de reglas que permiten representar cualquier cantidad con un número finito de símbolos.

• Sistema decimal: es el sistema de numeración usado en todo el mundo. Formado por diez símbolos: 0-9. Es un sistema posicional, donde cada dígito tiene un valor según la posición que ocupa.
• Sistema binario: formado por 0 y 1. Se usa para manipular, almacenar y procesar información en ordenadores. Utiliza potencias de base 2 para determinar el equivalente decimal de un número binario. Para convertir un número decimal a binario, se divide sucesivamente entre 2 y los restos se leen en orden inverso. Ejemplos: 0 = 0000; 1 = 0001; 2 = 0010; 3 = 0011; 4 = 0100; 5 = 0101; 6 = 0110; 7 = 0111; 8 = 1000; 9 = 1001; ... 15 = 1111.

Dato, información y conocimiento

• Dato: representación simbólica en forma de números, nombres, símbolos, imágenes y sonidos, etc.
• Información: conjunto organizado de datos procesados que adquieren significado. Se expresa en forma de frase, párrafo, vídeo, etc.
• Conocimiento: conjunto de información adquirida por una persona a través de la educación, la experiencia y la realidad que le rodea.

Arquitectura de ordenadores

Arquitectura de Von Neumann: hace referencia a cómo están organizados los elementos del mismo. Actualmente se basa en el modelo de Von Neumann.

Componentes principales:

• Placa base
• CPU
• RAM
• Memoria secundaria
• Tarjetas básicas

Ordenador

Ordenador: máquina electrónica que recibe y procesa datos para convertirlos en información.

Componentes básicos

• Hardware: elementos físicos que conforman al ordenador. Pueden ser eléctricos, mecánicos o electrónicos.
• Software: conjunto de programas lógicos que hacen posible la realización de tareas específicas en un ordenador. Está formado por el sistema operativo, programas y los datos.

Información

Informática: conjunto de conocimientos científicos y técnicas que hacen posible el uso de la información por medio de ordenadores.

Tipos de ordenadores

Según su tamaño, utilidad y movilidad:

• Ordenador de sobremesa
• Portátiles
• Dispositivos móviles

Según sus fines específicos:

• Servidores
• Sistemas empotrados

Según su arquitectura similar:

• Dispositivos no ordenadores, pero con arquitectura parecida. Ejemplo: Smart TV.