Fundamentos de Informática: Componentes Esenciales y Funcionamiento del Ordenador

Este documento explora los conceptos fundamentales que rigen el funcionamiento de un ordenador, desde la unidad mínima de información hasta sus componentes físicos y la interacción con el usuario.

El Bit: La Unidad Mínima de Información

La cantidad de información que puede procesar un microprocesador se mide en bits. Un bit es la cantidad mínima de información y solo puede adquirir dos valores: sí o no, verdadero o falso, encendido o apagado. Un bit solo usa dos dígitos: el 0 y el 1.

Bytes y Múltiplos: Organizando la Información

La cantidad de información en bits se calcula en forma de potencias de 2. Por ejemplo, cuando usamos 8 bits, la cantidad total de información posible es de 2 elevado a la 8 (2⁸). A un conjunto de 8 bits se le denomina un Byte u octeto.

Existen múltiplos que usan prefijos decimales para cuantificar grandes volúmenes de información:

• Un Kilobyte (KB) equivale a 1000 bytes.
• Un Megabyte (MB) equivale a 1000 KB.
• Y así sucesivamente con Gigabytes (GB), Terabytes (TB), etc.

El Ordenador: Un Sistema Informático Esencial

Un ordenador es un sistema informático diseñado para realizar cálculos complejos con la información de entrada y presentar sus resultados de una forma comprensible para el ser humano, gracias a la interacción entre hardware y software.

Arquitectura Básica de un Ordenador

La arquitectura básica de un ordenador está constituida por al menos tres subsistemas principales:

• CPU (Central Processing Unit): Es el "cerebro" del ordenador, donde se encuentra el procesador y se llevan a cabo los cálculos. Controla el funcionamiento del resto de sistemas.
• Memoria: Almacena las instrucciones de funcionamiento del procesador (ROM) y, de forma temporal, el software, los datos y los resultados de los cálculos (RAM).
• Unidades de Entrada y Salida (Periféricos): Componentes de hardware que permiten introducir datos al ordenador y presentar los resultados de los cálculos.

El Hardware: Componentes Físicos del Ordenador

El hardware se refiere a todos los componentes electrónicos y físicos de un ordenador. Se compone de:

Componentes Principales del Hardware

• Placa Base (Motherboard): Es el circuito impreso principal donde se conectan todos los demás componentes físicos. Contiene los buses (canales de comunicación) que interconectan los dispositivos.
• CPU (Unidad Central de Procesamiento): El procesador principal donde se realizan los cálculos. Incluye un reloj interno que marca el ritmo de trabajo, medido en Hercios (Hz), actualmente en Gigahercios (GHz).
• Memoria Principal: Almacena datos e instrucciones para los cálculos. Las más importantes son la Memoria ROM y la Memoria RAM.
• Dispositivos de Almacenamiento: Como los discos duros, donde se guarda la información de forma persistente.
• Sistema de Alimentación (Fuente de Poder): Suministra la energía eléctrica necesaria para el funcionamiento del sistema.
• Sistema de Refrigeración: Ventiladores y disipadores para mantener la temperatura adecuada de los componentes.
• Ranuras de Expansión: Permiten conectar componentes adicionales como tarjetas gráficas, de sonido, de red, o módulos de memoria extra.

Memoria RAM (Random Access Memory)

La Memoria RAM es una memoria volátil donde se almacenan temporalmente los datos y programas que el procesador está utilizando en un momento dado. Al cerrar un programa o apagar el ordenador, la información contenida en la RAM se pierde.

Memoria ROM (Read-Only Memory)

La Memoria ROM almacena las instrucciones esenciales para que el procesador pueda iniciar y el ordenador arrancar (proceso de boot). Contiene instrucciones que verifican el correcto funcionamiento del sistema. El software que reside en la ROM se denomina BIOS (Basic Input/Output System) o UEFI en sistemas más modernos.

Dispositivos de Almacenamiento Persistente: Discos Duros y SSD

Son los dispositivos encargados de almacenar de forma persistente todos los programas, archivos y datos con los que el usuario interactúa en el ordenador. Tradicionalmente, se utilizaban discos duros mecánicos (HDD) que almacenaban la información en platos magnéticos por sectores (comúnmente conectados vía SATA). Actualmente, los discos de estado sólido (SSD) son más comunes; no tienen partes mecánicas ni magnéticas, emplean chips de memoria flash y ofrecen mayor velocidad y durabilidad.

Los Periféricos: Interacción con el Ordenador

Los periféricos son todos aquellos dispositivos electrónicos externos a la unidad central de procesamiento que permiten la entrada o salida de datos, facilitando la interacción del usuario con el ordenador. Para su correcto funcionamiento, requieren de controladores (drivers), que son programas que permiten al sistema operativo y al procesador comprender cómo interactuar con ellos. La comunicación con la CPU puede ser a través de cables o de forma inalámbrica (por ejemplo, Bluetooth).

Tipos de Periféricos

Periféricos de Entrada

• Ratón
• Teclado
• Webcam
• Escáner
• Micrófono

Periféricos de Salida

• Monitor
• Impresora
• Altavoz

Periféricos Mixtos (Entrada/Salida)

• Módem
• Router

También se incluyen como periféricos los dispositivos de almacenamiento externo, como discos duros externos o unidades de memoria flash (pendrives). La conexión de los periféricos al ordenador se realiza a través de puertos (USB, HDMI, etc.).