¿Cómo funcionan las computadoras?

Es difícil describir una computadora moderna sin conocer el origen de todas las computadoras. La primera computadora no tenía una pantalla HD, una pantalla de caja o ninguna pantalla. Era un gran trozo de metal con cables y piezas móviles que realizaban cálculos básicos (más rápido que la mente humana promedio). No puedo recitar todo el historial de las computadoras, pero recomiendo investigarlo usted mismo.

Entiendo que parecen complejos y mágicos. Sin embargo, cada parte individual ha evolucionado aproximadamente una década para crear el producto que ve hoy. Y los programas son otra historia. Esos tampoco son mágicos. Alguien se tomó el tiempo de escribir su idea, traducirla a un montón de unos y ceros (que por cierto los humanos hicieron; ¿tal vez somos nosotros los que somos mágicos?) Y almacenarlos en una computadora, con la intención de preformar un función específica o para hacer algo más fácil.

No, no respondí exactamente su pregunta, pero le estoy dando un lugar para comenzar para que pueda descubrir la respuesta por sí mismo.

Nadie puede explicar cómo funcionan de una buena manera porque no son simples. Son el resultado de décadas de trabajo y mejora.

Sus componentes principales son las memorias (la RAM, la rápida y el disco duro, el más lento y el más grande) que almacenan datos y la CPU que elabora esos datos. Luego están los reproductores de CD, puertos Ethernet, conectores de mouse / teclado y puertos USB que son formas de ingresar datos en la calculadora y hay puertos HDMI o VGA que son la salida principal de los resultados de la computación que hace, generalmente transformados en visual información en una pantalla (para que podamos interpretarla más fácilmente). Los “datos” de los que estoy hablando no son más que impulsos eléctricos en cables extremadamente delgados que se elaboran a través de miles de puertas lógicas, todas reunidas en un puñado de chips.

La “magia” radica en el hecho de que las CPU actuales se han vuelto cada vez más pequeñas y están repletas de circuitos cada vez más pequeños que les permiten ejecutar miles de millones de operaciones por segundo. Aunque las operaciones que realizan son simples, las realizan tan rápido que nos parece mágico. Incluso escribir una carta en la pantalla implica una gran cantidad de procesamiento de información.

Intenté ser breve.

Si tiene más preguntas, no dude en preguntar 🙂

1. Nada es mágico sobre las computadoras. Todo es física aplicada, teoría de la información, etc.
2. Aunque una computadora moderna es alucinantemente compleja, se basa en principios fundamentales que incorporan un procesador central o una máquina de secuencia que obtiene e interpreta instrucciones de la memoria y luego realiza acciones para manipular datos en diferentes formas: valores numéricos, cadenas de texto, booleanos valores, punteros, etc.
3. Una tarjeta gráfica es una combinación de un convertidor de memoria a video (cada píxel se almacena en la memoria, generalmente como un valor rojo / verde / azul) y generalmente también un poderoso conjunto de núcleos de procesador básicos para dibujar en la memoria gráfica, que Por supuesto, se envía a través de la salida de video.

En realidad es un sistema muy complejo, se reduce a la ciencia de los materiales (en realidad, semiconductores en bruto) y su uso para construir transistores, resistencias, condensadores, para construir componentes de circuitos elementales como puertas lógicas, filtros. Hay una gran cantidad de física y matemáticas involucradas, pero también ingeniería, fabricación. Honestamente, es un sistema electromecánico extremadamente complejo (si considera las partes móviles y el equipo utilizado para la fabricación). No se explica fácilmente en términos simples.

1. Resumen algo en el mundo real a una construcción matemática. Como asignar un valor numérico a un carácter en su teclado, o una imagen de una cámara digital, o una grabación de audio. Esto se llama la entrada.
2. Desarrolle software para procesar la entrada en algo útil. Este software está escrito en algún tipo de formato legible por humanos. El software se compila en un nuevo formato que los circuitos electrónicos del hardware pueden ejecutar.
3. El hardware solo ejecuta funciones matemáticas muy, muy rápido. Cosas como cálculos, tiendas, lecturas y cosas más complejas como búsquedas.
4. Después de que el software finaliza una operación, se genera el resultado. Tal vez a un archivo, como un correo electrónico. Tal vez a un archivo de audio o video. Tal vez no se almacena y solo se muestra en una pantalla, o se envía a algunos altavoces para crear ruido.

Las computadoras de hoy son la evolución de más de 100 años del intento de la humanidad de automatizar cosas que anteriormente se consideraban trabajo manual. Bastante sorprendente, ¿no es así?

¡Es una gran pregunta! La computadora digital moderna es la culminación de una gran cantidad de tecnología, ciencia y experiencia, y si quieres saber desde cero, el curso gratuito The Elements of Computing Systems (desde NAND hasta Tetris) se basa en los primeros principios.

Recomiendo invertir algo de tiempo en ese curso para entender realmente.