Cómo entender cómo funciona la computadora

La placa base es la ESPINA, conecta todos los órganos vitales con el cerebro, lo que permite la transmisión de datos. Si el cerebro “tiene un pensamiento” como “Quiero escribir datos en el disco duro” (~ “Quiero rascarme las bolas”), entonces la placa base (columna) enviará una señal (datos) a la mano y la mano obedecerá.

La CPU – Unidad Central de Procesamiento, a veces llamada simplemente “procesador” – es el cerebro. Es un dispositivo para todo uso, razonablemente rápido que puede ejecutar programas (“pensamientos”) que dan resultados útiles.

Las computadoras domésticas, especialmente si se usan para juegos, cuentan con un dispositivo dedicado
GPU – Unidad de procesamiento de gráficos, a veces llamada tarjeta gráfica. Este es un procesador súper potente con un conjunto de instrucciones limitado, pero uno que puede realizar esas instrucciones REALMENTE FUCKING FAST, y lo más importante, realizar MUCHAS de ellas al mismo tiempo. La Unidad de procesamiento de gráficos no tiene una analogía fácil en el cuerpo humano, pero si alguna vez has visto a un artista dibujar un retrato de alguien o un paisaje, de manera muy rápida y precisa, ese talento podría considerarse una analogía para la salida de la GPU: el artista probablemente estaría muy perdido si le pidiera que calcule 567 x 123, porque esa es una tarea matemática genérica, pero tan pronto como necesite algo relacionado con los gráficos, simplemente se romperán los dedos y dirán “¿Cuándo comenzaré?” Y me pongo a trabajar.

Las computadoras procesan (= trabajan con) datos. Algunos de esos datos solo se necesitan por un corto tiempo y pueden descartarse inmediatamente después de ser utilizados, por lo que en ese caso, el factor importante es la VELOCIDAD. Para este propósito, la computadora tiene una memoria volátil (inestable) conocida como RAM (actualmente la cantidad típica de RAM es 4 GigaBytes, 8 GigaBytes o 16 GigaBytes). El contenido de esta memoria no sobrevivirá a la pérdida de poder.

Pero es necesario preservar muchos datos, y para este propósito, utilizamos discos duros. Son como papel en el que puedes escribir sobre ellos, borrar la información de ellos y obtener la información cuando la necesites. Utilizamos las llamadas unidades de disco duro (HDD), que son muy similares a los discos de gramófono, giran y un cabezal de lectura que puede moverse por encima de la superficie lee los datos almacenados en la superficie en forma de carga magnética (representando el norte o el sur 0 y 1). Otra opción más moderna y mucho más rápida es el disco de estado sólido o SSD. Este sistema no tiene partes móviles; en cambio, los datos se almacenan en pequeños transistores a los que se puede “acceder” sin necesidad de moverse a la posición correcta o girar nada. Los SSD son más caros que los HDD, por lo que una buena computadora rápida tendrá un SSD utilizado para el sistema operativo y para aplicaciones críticas de velocidad, y uno o más HDD con gran capacidad que se utilizarán para el almacenamiento de datos menos críticos, como como juegos de computadora, fotos, videos, etc.

La computadora también necesita comunicarse con el usuario: debe permitirle proporcionar ENTRADAS (“Esto es lo que quiero de ti, querida computadora: ……”) y proporcionarle al usuario SALIDAS (“Entonces, aquí está la cosa que querías de mí, querido usuario: … .. “).

Los dispositivos de entrada son el TECLADO y el RATÓN (principalmente); los dispositivos de entrada adicionales pueden ser: escáner óptico (permite escanear una imagen o un documento), tableta gráfica (permite dibujar de forma más natural y hacer que el dibujo aparezca en una computadora), un escáner de código de barras (permite ingresar códigos numéricos en forma de código de barras sin el riesgo de error) etc.

El dispositivo de salida más visible es, por supuesto, la PANTALLA (PANTALLA), que consiste en puntos individuales en una cuadrícula 2D. Estos puntos se llaman PIXELS, y el número de estos PIXELS (horizontal y verticalmente) es la RESOLUCIÓN de la pantalla. Algunas resoluciones han sido nombradas para una referencia más fácil, como “Full HD”, que se define como 1920 píxeles horizontalmente y 1080 píxeles verticalmente, lo que resulta en un poco más de 2.000.000 píxeles en total. Si recuerda la parte de una tarjeta gráfica, considere que la tarjeta tiene que SALIR (= calcular y enviar) esos 2 millones de píxeles, coloreados e iluminados adecuadamente, al menos 60 veces por segundo, y cada uno de esos píxeles es el resultado de un serie de operaciones matemáticas complejas.

Otros dispositivos de salida incluyen: impresora (ya sea impresora de tinta o impresora láser), altavoz de audio (genera sonido audible para humanos), unidad de escritura de CD / DVD / BluRay (graba datos en un medio óptico que luego puede usarse en otros dispositivos), solo por nombrar algunos.

Las computadoras ejecutan programas, que es cómo logran lo que los usuarios quieren. Los programas se crean internamente a partir de muchas instrucciones individuales, que manipulan los datos. Por ejemplo, si un programa necesita tomar 2 números de un usuario y sumarlos, produciendo una suma y mostrándolos en la pantalla, entonces habrá una instrucción para “Tomar datos del teclado y moverlos a la memoria a la ubicación [1] ] “,” Tome datos del teclado y muévalos a la memoria a la ubicación [2] “,” Agregue datos de la ubicación de la memoria [1] a los datos de la ubicación de la memoria [2] y escriba el resultado en la ubicación de la memoria [3] ” etc.

Los programas están escritos por programadores y se distribuyen de forma gratuita o por dinero a los clientes en una variedad de formas (descargas de Internet, compra de software “en caja” en una tienda, etc.).

Los programas pueden contener errores: comportamiento inesperado y sin control que puede dar lugar a todo tipo de problemas, incluida la pérdida de datos o la “congelación” de la computadora, que es una situación en la que el programa se atasca en un bucle infinito o en una instrucción que no puede realizar . Considere encontrar un trozo de papel con “Gíreme al otro lado” escrito en ambos lados. Si comete el error de creer que el documento contiene instrucciones que DEBE seguir, se quedará atrapado en un ciclo infinito de girarlo hacia el otro lado. Esto, solo en forma diferente, también puede sucederle a un programa de computadora.

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Estoy interpretando “cómo funcionan las computadoras” como “cómo las computadoras hacen su trabajo” más que cómo funciona el hardware subyacente. En ese sentido, una buena manera de entender cómo funcionan las computadoras es pretender ser una computadora por un tiempo.

Tome un programa, subrutina, método o función que le gustaría entender bien y “ejecútelo” paso a paso con lápiz y papel:

  • ¿Ves una declaración variable? Dibuja un cuadro en tu papel y etiquétalo con el nombre de la variable.
  • ¿Ves una declaración de asignación? Busque o calcule el valor que se le asignará y escríbalo en el cuadro con ese nombre. Si no tiene un cuadro con ese nombre, genere un error de sintaxis y salga.
  • ¿Ves una declaración if? Calcule si la condición es verdadera o falsa en función de los valores actuales en cuadros (variables) y proceda con las declaraciones de entonces (si es verdadera) o bien (si es falsa).
  • ¿Ves una llamada a otra rutina o programa? Tome una nueva hoja de papel para representar este nuevo “contexto”, colóquelo encima de su “pila” de papeles actual, haga cuadros para cada parámetro, copie los valores pasados ​​en cada parámetro en esos cuadros y proceda como si estuviera comenzando de nuevo en este nuevo contexto Si encuentra otra llamada, agregue otro papel a la pila y comience de nuevo. Cuando una rutina finaliza y devuelve el control a la rutina de llamada, retire ese papel de la pila y copie los resultados de nuevo a donde pertenecen en el programa de llamada (valores de retorno para funciones, parámetros modificados para rutinas que los tienen).

Tienes la idea. Las computadoras que ejecutan un programa básicamente están haciendo un montón de tediosa contabilidad y algunos cálculos. Haga lo que hacen por un tiempo y obtendrá una comprensión más profunda de cómo funciona la computadora.

Si desea hacer este ejercicio más cerca del hardware, elija un lenguaje de bajo nivel como el lenguaje ensamblador o el código de máquina real, pero puede obtener el mismo valor conceptual utilizando un lenguaje de nivel superior.

Aprende las puertas lógicas. Y, O, Nand, Nor, Not, etc.

Luego, aprenda cómo se construyen las puertas lógicas utilizando transistores (interruptores). Todas las computadoras, cuando se reducen a lo más básico, son solo grandes cajas de interruptores. Es la forma en que las entradas y salidas de estos interruptores están conectados entre sí lo que les da poder de cómputo.

A medida que aprenda más sobre las computadoras, deberá comprender qué son los registros (memoria) y qué es el desplazamiento de bits.

Una vez que pueda comprender estos conceptos básicos, comprenderá cómo funcionan las computadoras. Son la base de TODAS las funciones informáticas estándar (no cuánticas).

La computadora convierte todo lo que escribimos en lenguaje digital o máquina. Solo comprende 0,1. No entiende ingles. 0,1 se llaman bits. Para comprender cómo funciona el compilador, es mejor saber acerca de la unidad de entrada que es el teclado. Unidad de salida que es monitor. Unidad aritmética y lógica. Donde se toman las decisiones. La unidad central de procesamiento de la CPU procesa toda la información. 1) Unidad de entrada 2) Unidad de salida 3) La CPU son partes importantes de la computadora. La unidad de memoria es útil para mantener la memoria. Esto es suficiente para el nivel badic.

La mejor manera de entender es que la computadora toma datos (para ser procesados) como entrada con la ayuda del dispositivo de entrada (como escáner, teclado, mouse, etc.) procesa los datos o la información según las instrucciones dadas usando el procesador (CPU) y se sumerge Los datos procesados ​​como salida con la ayuda del dispositivo de salida (como monitor, altavoz, impresora, etc.)

Una computadora solo puede responder sí o no. Pero, combinando una cadena de preguntas sí o no en el formato de, si la respuesta es sí, avance en esta dirección, pero si la respuesta es no, avance en esta dirección, una computadora puede realizar un número infinito de tareas. Esa es la esencia de la función If / Then / Else y la velocidad a la que una computadora moderna puede moverse a través de estas funciones es lo que hace que las computadoras sean tan poderosas.

Debe seguir cualquier libro escrito sobre Arquitectura y Organización de Computadores. Mi sugerencia es buscar un libro escrito por William Stallings. Hay muchos recursos en la web y en Youtube. Búsqueda de arquitectura informática.

Si quieres entender una computadora, debes convertirte en la computadora. Y la mejor manera de hacerlo es construir una PC. Las personas que conozco que están realmente bien informadas construyeron su propia PC varias veces. De esta manera, saben cómo se junta todo y todo funciona en conjunto. Hay un montón de videos en YouTube sobre cómo hacerlo y puedes obtener partes de Best Buy más o menos.

Si desea conocer el software, la mejor manera de aprender es pasar tiempo en foros y si tiene el dinero, continúe y pague un curso en línea. Normalmente, aunque el foro y las lecciones gratuitas harán el trabajo.

Esta lista de reproducción de YouTube sería útil para usted:

Cómo funcionan las computadoras: del interruptor de la luz a la computadora portátil

Espero que te ayude …… 🙂

Prueba este enlace. Contiene 3 videos.

Cómo funcionan las computadoras