COMPUTADOR - FUNCIONAMIENTO DEL COMPUTADOR

Principio de funcionamiento

Por lo que una computadora hace, pareciera que es una máquina inteligente, pero no es así, ya que no puede entender, comprender, imaginar, reflexionar o ra zonar. Sólo puede hacer operaciones matemáticas y comparación de resultados a muy alta velocidad, con base en lo cual genera una respuesta escrita, visual, de control o auditiva previamente prevista por los creadores del sistema operativo o del programa de aplicación. Cuando hay un bloqueo, por ejemplo, lo más seguro es que se presentó una situación imprevista en el programa, la cual deberá ser corregida por el programador en la siguiente versión del software.

Orquesta comparada con una computadora.

El principio de funcionamiento de una computadora se puede comparar con el de una orquesta, la cual necesita de lo si- guiente para sus presentaciones:

1. Aparatos diversos, tales como ins- trumentos musicales, micrófonos, ampli- ficador de sonido y un auditorio dotado con las sillas y señales adecuadas.

Una computadora también consta de aparatos diversos, denominados hard- ware, entre los que se cuentan el tecla- do, el ratón, parlantes, la impresora, el escáner y la fuente de energía.

2. Un lenguaje para representar en un pentagrama las notas musicales mediante símbolos que significan octavas, tonos, corcheas, tiempos y demás elementos de una composición.

En el campo de los sistemas infor- máticos también se dispone de lenguajes para escribir las instrucciones que la com- putadora debe interpretar y ejecutar. Algunos de estos son el Assembler, Basic, CP/M, Fortran, Cobol, C y Pascal.

3. Un sistema operativo que le indi- que al director, ejecutantes y ayudantes lo que cada uno debe hacer en el momento que le corresponda, según la obra musical que el público desea escuchar.

En informática, el sistema operativo es un programa o conjunto de programas que controlan la operación de la compu- tadora, administran los recursos de hard- ware y permiten la interacción de la máquina con el usuario.

El programa principal del sistema ope- rativo es el denominado interprete de co- mandos o núcleo del sistema. En el caso del sistema operativo DOS (Disk Opera- tive System) dicho interprete de coman- dos se conoce como el Command.com. En sistemas operativos multiusuario como UNIX, Linux y Windows, se lla- ma Kernel.

4. Un reloj calenda- rio para tener control del día y hora del concierto, así como un cronómetro o barita de director para marcar el ritmo y la entrada en escena de cada instrumento.

La computadora también tiene dos re- lojes: Un reloj de tiempo real para medir segundos, minutos, horas, días, meses y años, y un reloj lógico, consistente de un circuito oscilador que entrega pulsos bina- rios al microprocesador (processor) para que se pueda sincronizar, principalmente, con la memoria electrónica. Cada vez que le llega al microprocesador un pulso bi- nario (bit=1), ejecuta una instrucción ló gica binaria, tal como transferir un dato binario procesado a la memoria, recoger un dato binario de la misma, ejecutar una suma o resta binaria internamente, hacer movimientos entre sus registros internos, direccionar un dispositivo de entrada sali- da o simplemente ubicarse en una direc- ción determinada de la memoria.

La velocidad con que llegan estos pulsos al microprocesador se denomina frecuencia de reloj (clock) y se mide actualmente en millones de pulsos por segundo. Por ejemplo, si nos informan que determinado microprocesador fun- ciona a 133 MHz (megahertz), significa que le están llegando en un segundo algo más de 133 millones de pulsos binarios, equivalentes al proceso de igual número de instrucciones lógicas binarias en un mismo segundo.

5. Un director responsable de todas las operaciones de la orquesta y de la ejecución de la obra musical. Entre otras mu- chas cosas, atiende las interrupciones, las peticiones del público, carga el programa en la memoria e indica a cada ejecutante cuándo y cómo tocar su instrumento.

En la computadora, esa labor le corresponde al microprocesador, también llama do CPU, que significaUnidad Central de Procesamiento. Es la pieza fundamental, sin la cual no puede funcionar ninguna de las otras. Recibe las instrucciones de los programas, las traduce al lenguaje interno de la máquina, las ejecuta, controla todos y cada uno de los pasos del proceso y administra los accesos a la memoria. Hace las operaciones aritméticas, compara los resultados y procede en consecuencia.

6. Partituras con las notas de las composi- ciones que se han de interpretar.

Las partituras equivalen a los pro- gramas de aplicación en una compu- tadora. Son conjuntos de instrucciones desarrollados para que la CPU ejecute las tareas del usuario, tal como llevar la contabilidad de la empresa, convertir la computadora en una máquina para escribir o dibujar, elaborar planillas, actuar como si fuese un equipo de sonido o de vídeo, etc. El programa de aplicación puede ser desarrollado por el usuario, o comprado en tiendas especializadas.

7. Atriles para cargar las partituras durante la ejecución de la obra.

La CPU de la compu tadora también necesita cargar intrucciones, pro gramas y datos tempora- les mientras ejecuta las ta- reas o programas de aplicación del usuario, y para ello utiliza unos módulos con circuitos electrónicos inte grados (o chips) denominados memoria RAM. Esta memoria opera como si fue- se un cuaderno de apuntes que se puede borrar al terminar.

8. Maletines para guardar las car- petas con las partituras y los accesorios de los instrumentos.

Los archivos de texto, archivos de da- tos y archivos de programas de la compu- tadora, así como las carpetas que sea me- nester, se guardan usualmente en el disco duro, en discos CD (compactos) o en dis- quetes. A estos dispositivos se les llama "memoria de almacenamiento".

Cualquier información grabada en los dispositivos de almacenamiento se puede copiar también parcial o totalmente en la "memoria RAM" para que la CPU haga su trabajo de una forma más eficiente,ya que a los datos de la memoria RAM se puede acceder mucho más rápido que si estos se tomaran de un disco.

9. Diversos instrumentos musicales. Los hay de entrada por teclado (pianos y órganos); de salida de viento (trompetas y flautas); de cuerdas o de percusión (tambores), por citar algunos.

En un sistema informático, los instru- mentos equivalen a los equipos de entrada y salida de datos, tales como el teclado, el ratón (mouse), la cámara de vídeo, el joystick (palanca de juegos), el escáner (explorador para digitalizar imágenes), la impresora y el monitor.

Si se utilizan para que el usuario introduzca información al sistema, caso del ratón, el teclado, el joystick y el escáner, se llaman periféricos de entrada. Si su función es comunicar información de la computadora al usuario, como lo hacen la impresora y el monitor, se llaman periféricos de salida.

Los periféricos de entrada y salida (I/O, Input/Output) cumplen a la vez las dos funciones, tales como los disquetes, el disco duro, el disco CD-RW y algunos monitores con pantalla sensible al tacto.

Hardware, software y firmware.

Se llama hardware, que significa duro, rígido, a todo dispositivo que conforma la computadora. Los elementos de hardware más representativos son la caja o chasís central, llamada popularmente CPU para indicar que allí se aloja el microprocesador o Unidad Central de Procesamien- to (CPU), el monitor, el teclado, el ratón (mouse) y la impresora. Para casos espe

ciales se puede agregar al sistema un escáner, una cámara de vídeo y un joystick o palanca de juegos.

Se llama software, que significablan- do, alterable, a las instrucciones, rutinas o programas que la CPU debe interpretar y ejecutar para hacer funcionar adecua- damente el sistema. Tales programas se pueden almacenar en un disco o en una memoria ROM. En el primer caso se pueden modificar, y en el segundo permanecen inalterables.

Se llama firmware, que significa fir- me, inalterable, a las instrucciones gra badas en un circuito electrónico o chip de memoria que no permite modificaciones. Tiene aplicación en maquinaria y proce- sos industriales automatizados.

En la computadora, las instrucciones firmware se almacenan en un chip de memoria ROM (de sólo lectura) o de memoria Flash (reprogramable mediante “destello” eléctrico) y se ejecutan auto- máticamente cada vez que encendemos el equipo. Se utilizan para iniciar y poner el sistema en condiciones de trabajar.

Computadora comparada con una oficina

Se puede comparar la computadora con una oficinaque tiene una mesa de trabajo y varios archivadores a manera de cajo- nes dispuestos en muebles o escritorios. La memoria RAM equivale a la superfi- cie de la mesa, ya que su función es pro- veer espacio para poner cosas a las que se pueda acceder fácil y rápido, como los archivos con los que se está trabajando en el momento actual. Las unidades de almacenamiento de datos y programas, como el disco duro, el CD y el disquete, equivalen los cajones o archivadores.

La mesa de trabajo carga los accesorios indispensables para el trabajo diario, como una lámpara, el teléfono, hojas para es- cribir, lápices y un calendario, mientras que en el archivador se guardan, ordenan o archivan documentos, correspondencia y facturas.

Si hubiere más de un escritorio, cada uno se puede identificar con el nombre del usuario, o simplemente con una letra, tal como A, B, C, etc. Los cajones se pueden marcar con nombres alusivos al contenido, como Mis documentos, Facturas, Música, Ventas 2005, Herramientas.

En vez de cajones, la computado- ra utiliza espacio en discos para grabar programas y datos del usuario. Los hay removibles, tal como los disquetes y los CD, y los hay fijos a la máquina. A estos últimos se les denomina discos duros, y su capacidad de almacenamiento (también llamada memoria, porque se usa para "memorizar" o guardar datos) puede ser muchísimo mayor que la de un disquete o la de un CD.

Qué es un archivo.

En general, archivo es una colección de textos, escritos, documentos, pinturas o grabaciones sonoras que se guardan y clasifican en un mueble, local o edificio destinado para ello, y que por extensión recibe también el nombre de Archivo (con mayúscula). Uno muy común en las empresas es el que contiene los datos del inventario de la mercancía, el cual se controla a menudo con un aparato por- tafichas (tarjetas) en las que se anota lo que hay en exis- tencia, lo que sale y lo que entra. Por dicha función se denomina fichero.

En informática, un archivo (file) o fichero es un conjunto organizado de información almacenada en un dispositivo de memoria de una computadora, tal como el disco duro, un disco compacto (CD) o un disquete. Un archivo puede contener todo lo relativo a un documento, programa o conjunto de datos.

El significadode archivo y fichero es el mismo en informática, pero en algunas regiones se han acostumbrado a usar más el uno que el otro. Para diferenciarlo del aparato portafichas, usaremos el término archivo en vez de fichero.

Archivos de programa y archivos de texto o datos.

Los archivos de programa (program filesen inglés), también conocidos como ejecutables, contienen instrucciones que la CPU debe procesar para obtener un re- sultado. Algunos archivos ejecutables es- tán formados por líneas de texto normal, como los archivos cuyo nombre tiene la extensión BAT, y otros contienen códigos que sólo entiende la CPU, como los archi- vos con extensión COM y EXE.

Un programa es un conjunto de instrucciones para ejecutar una tarea cualquiera . Si está diseñado para encar- garse de tareas menores, a manera de mó- dulo de un programa mayor, se le llama rutina. Una rutina se puede encargar de hacer sonidos, marcos, botones para los menús o formatos de impresión.

Si el programa tiene por misión ejecu- tar tareas propias del usuario de la com- putadora, se le denomina aplicación. Los procesadores de texto, hojas de cálculo, enciclopedias y juegos, son ejemplos de programas de aplicación.

Un programa puede constar de uno o más archivos ejecutables y de uno o más archivos de datos, como la identificación de la impresora, rutinas para dibujar un menú en la pantalla o el listado de los empleados de la empresa.

Los archivos de texto son aquellos que se pueden leer en la pantalla o la impre- sora, tales como párrafos de texto, docu- mentos y tablas. Por tal motivo también se llaman archivos ASCII, acrónimo de American Standard Code for Information Interchange (Código EstándarAmericano para Intercambio de Información).

Los archivos de datos (data file) son aquellos que contienen información com- plementaria de documentos o de programas de aplicación, tales como una canción comprimida en formato MP3, o una carpeta con el conjunto de archivos que constituyen el programa Linux, por ejemplo.

Salvar un archivo significa guardarlo. La expre- sión viene de Save, que en inglés significa guardar, salvar, proteger.

Correr un programa equivale a ejecutarlo, ponerlo en funcionamiento. En inglés se dice Run, que significa ejecutar, correr, hacer correr, empujar.

Qué es una carpeta

Para facilitar la consulta de los libros y documentos en una biblioteca, se organizan en estanterías o archivadores según un determinado cri- terio, tal como por su tema, contenido o nombre del autor.

Esto mismo no se puede hacer en el disco de la computadora, porque no puede tener cajones como tal, pero el sistema operativo puede simular su función mediante un archivo denominado carpeta, folder o directorio, que actúa como contenedor para almacenar archivos u otras carpetas. Las carpetas son útiles para organizar la información. Por ejemplo, puedes crear una carpeta que contenga todos los archivos relacionados con un tema específico.

Cada carpeta es realmente en el disco un índice o tabla de referencia en la que se graban los nombres y localizaciones de los archivos que contiene, además de información de control.

En el sistema operativo se utilizan las letras A y B para identificar las unidades para manejo de disquetes (algo así como si fuesen dos escritorios de menor tamaño), y las letras desde la C hasta la Z para los discos duros, los discos compactos CD o las unidades de cinta magnética.

Los archivos y carpetas necesitan un nombre

Así como las personas tienen nombre y apellido para distinguirlas, de manera similar debemos colocar un nombre o código de identificación a cada archivo o carpeta (directorio o subdirectorio) que grabemos en el disco.

En el sistema operativo DOS, el nom- bre puede tener hasta 8 caracteres y una extensión opcional de 1 a 3 caracteres. El nombre y la extensión se separan por un punto: Varios, carta.doc, clientes.dbf, dibujo2.pcx. Los nombres de las carpetas (directorios) usualmente no llevan exten- sión, pero se les puede poner.

La extensión del nombre del archivo es como un apellido que ayuda a identificar el tipo de archivo. Así, DOC significaque el archivo es un documento, DBF indica que es una base de datos, TXT se agrega a un nombre de archivo de texto, EXE se refiere a un archivo ejecutable (que con- tiene instrucciones para el sistema).

En Linux, Windows (a partir de la ver- sión 95) y otros sistemas operativos re- cientes, los archivos o carpetas de archivos pueden tener nombres hasta de 255 caracteres, tal como "Canciones populares clásicas", "Correspondencia recibida en el 2004", "SISTEMA CONTABLE", etc. En este caso la extensión del nombre es puesta automáticamente por el programa de aplicación que generó el archivo y que- da oculta al usuario; se requiere para sa- ber con qué aplicación se creó.

Puede haber más de un archivo con el mismo nombre.

Puesto que los programas de aplicación utilizan la ruta (path) preestableci- da en su configuración, o la indicada por el usuario para leer o grabar un determi- nado archivo, se puede tener más de un archivo de nombre igual en directorios o carpetas diferentes. Incluso se pueden tener en la misma carpeta si tienen dife- rente extensión.

Claro está que esta situación se debe evitar en la práctica, para reducir el riesgo de cometer errores.

Los archivos y carpetas se organizan por temas o jerarquía.

Algunas carpetas pueden contener a su vez otras carpetas denominadas "subcarpetas" o subdirectorios, porque dependen de otra de mayor jerarquía. Comparado con un árbol, el directorio principal equivale al tronco, y las carpetas con sus archi- vos o ficherosequivalen a las ramas y sus hojas. El directorio principal se denomina directorio raíz (root directory).

El directorio raíz y los subdirectorios (carpetas y subcarpetas) son básicamente tablas que el sistema operativo utiliza a manera de índice para almacenar infor- mación básica sobre cada archivo conte- nido en el disco. Lo único diferente son sus características: El directorio raíz tiene un tamaño fijo y se graba en una determinada zona del disco. El subdi- rectorio, en cambio, es una adición que se hace al directorio raíz, no tiene tamaño fijo y se puede grabar en cualquier parte de la zona de datos del disco, como cual- quier otro archivo. El único limitante para el tamaño de un subdirectorio es el espa- cio disponible en el disco.

El disco tiene inicialmente sólo el directorio raíz (root), el cual se genera en el momento del formateo. Esto es equiva- lente a tener una mesa sin cajones, sobre la cual se puede colocar lo que se necesi- ta regularmente, tal como una libreta con anotaciones importantes para el personal de la oficina,un teléfono, el portalápices, la calculadora, el reloj o el calendario. De manera similar, el directorio raíz del disco se usa para almacenar los archivos indispensables, tal como el registro de Win- dows (system.1st, user.dat), el intérprete de comandos del DOS (command.com) y, si el sistema operativo es anticuado, los archivos autoexec.bat y config.sys.

Así como a la tabla de la mesa se le pueden poner cajones, al directorio raíz del disco se le agregan directorios, subdi- rectorios o carpetas para archivos.

El tamaño y la posición del directorio raíz en el disco se configuran durante la etapa de formateo lógico del disco (preparación para recibir archivos) y no puede alterarse posteriormente.

Puesto que el directorio raíz puede con- siderarse como una tabla que tiene dibujadas sus filas y columnas desde el for- mateo del disco, puede contener sólo un número limitado de archivos. Si se quiere grabar más archivos, es necesario crear subdirectorios que los contengan.

Los subdirectorios están siempre conectados a un directorio padre, que puede ser el directorio raíz u otro subdirectorio (a manera de carpetas o subdivisiones en un cajón del archivador) y pueden ramificarse en varios niveles de subdirectorios, formando una estructura jerarquizada como la de un árbol invertido, es decir, con la raíz en la parte superior y las ramas (subdirectorios) creciendo hacia abajo. A este tipo de estructura también se le llama de niveles múltiples.

El directorio raíz de un disco no tiene nombre; se representa con un backslash, una raya inclinada hacia atrás () a continuación de la letra que identifica a la unidad de disco: C:... D:... etc.

Para recordar el símbolo del directorio raíz (), lo podemos comparar con la vista de perfil de la superficie de una mesa inclinada para dibujo. Al respecto, recor- demos que una computadora puede elabo- rar planos para arquitectura y funcionar como un excelente dibujante para diseño

gráfico. AutoCAD, Corel Draw y Pho toshop son programas que funcionan muy bien para estos menesteres.

Es conveniente crear un directorio para los trabajos.

Cuando se va a grabar por primera vez lo que estamos haciendo, el programa de aplicación pregunta en cuál directorio se quiere hacer. Si no escribimos ningún nombre o ruta, se graba en el directorio preestablecido en la configuración del programa. Es bueno poner un poco de atención aquí, para evitar que los documentos sean guardados en la misma carpeta que contiene los archivos del programa, o en otra que luego no recuerdes. Las aplicaciones de Windows asumen por defecto la carpeta "Mis documentos" (My documents).

Directorio actual.

El sistema operativo considera directorio actual al que se tiene abierto o activo en primer plano. Cuando se realiza una tarea, tal como ejecutar un archivo, el sistema operativo asume por predetermi- nación (default) que éste se encuentra en el directorio actual, a menos que se especifique otra cosa.