Para empezar, veamos qué es un ordenador. Básicamente, un ordenador —también llamado computadora, sistema informático o sistema de computación— es un dispositivo electrónico que recibe datos, como números, texto o imágenes, y utiliza un conjunto de instrucciones (un programa) para procesarlos, transformarlos en información útil y emitirla en diferentes formatos.
Los elementos que hacen que un sistema informático funcione se clasifican a grandes rasgos en dos grupos: hardware y software.
El hardware son los elementos físicos de un ordenador o sistema electrónico: la maquinaria del propio ordenador o los dispositivos informáticos externos. Por ejemplo, el teclado, el monitor y los componentes electrónicos de la caja del ordenador forman parte del hardware.
En cambio, el software representa el componente «no físico», las instrucciones que le indican a un ordenador lo que debe hacer. Nos permite «hablar» con el ordenador sin conocer el lenguaje informático. Los bloques más importantes que forman el software de un ordenador son el sistema operativo (SO) y las aplicaciones.
El sistema operativo actúa como una interfaz entre el hardware y los programas o aplicaciones. Normalmente hay varios programas informáticos ejecutándose al mismo tiempo y todos ellos necesitan acceder a los recursos del ordenador, por lo que el sistema operativo los coordina para asegurarse de que cada programa disponga de lo que necesite.
Los programas o aplicaciones realizan tareas específicas en un sistema: un programa de edición de textos, un reproductor de música, un navegador web, etc.
El hardware y el software están estrechamente conectados entre sí: sin el software, el hardware de un ordenador no serviría para nada. Y, sin el hardware necesario para realizar las tareas que indica el software, este sería inútil.
Los componentes de hardware deben tener ciertas características para que el software funcione bien. Dichos componentes interactúan entre sí para realizar tareas concretas, por lo que para entenderlos es importante comprender todo el proceso, ya que dependen unos de otros para funcionar correctamente. En general, esa interconexión se representa con capas.
La capa superior del sistema informático son las aplicaciones de software: los programas que solemos utilizar y que nos permiten interactuar con el ordenador.
Por debajo de esa capa se encuentra el sistema operativo, que actúa como traductor entre las aplicaciones y el hardware para que se entiendan.
En la capa inferior encontramos el hardware: todos los dispositivos que podemos tocar físicamente. Los sistemas operativos deben alojarse en un hardware determinado para poder funcionar bien.
Este proceso es común a todos los sistemas informáticos, ya sean ordenadores personales o industriales.
Más detalles sobre el hardware
A continuación, veremos los principales componentes de hardware de un ordenador y el papel que desempeña cada uno de ellos. Es importante que conozcamos estos componentes y sus características, porque determinan la eficacia de los ordenadores a la hora de realizar las tareas que les pedimos. Al comprar un ordenador nuevo o cambiar componentes de uno que ya tienes, puede que debas conocer los detalles del hardware para asegurarte de que funcione correctamente según el uso que quieras darle: por ejemplo, trabajar, navegar por Internet o jugar.
Aunque vamos a centrarnos sobre todo en el ordenador personal (ya que es uno de los tipos más comunes) y en los dispositivos periféricos que se suelen utilizar con él, todos los ordenadores se basan en los mismos principios.
Los componentes de un ordenador para uso general pueden dividirse en dos categorías: internos y externos. El hardware interno del ordenador son los componentes diseñados para encajar dentro del sistema informático, y siempre desempeñan funciones importantes. Los componentes externos se conectan al ordenador desde el exterior. No son imprescindibles para que funcione el sistema, pero le añaden algún tipo de mejora o facilidad.
Los componentes de un ordenador son los siguientes:
Procesador
El procesador, o unidad central de procesamiento (CPU, de central processing unit), ejecuta instrucciones organizadas en programas (software) que le indican al ordenador qué datos debe procesar y cómo. Sin CPU, no podríamos ejecutar programas en un ordenador.
A menudo se le denomina el «cerebro» del ordenador, ya que contiene todos los circuitos necesarios para procesar los datos que se introducen en el sistema, almacenar datos y emitir resultados.
La velocidad a la que el procesador procesa la información se mide en gigahercios (GHz). Por lo general, cuanto mayor es esa velocidad, más rápido es el ordenador.
Unidad de memoria
La unidad de memoria es lo que permite al ordenador recordar datos e información. Al igual que en la memoria humana, existe la memoria a corto plazo (RAM) y la memoria a largo plazo (la unidad de disco duro).
La RAM (random-access memory, memoria de acceso aleatorio) y la ROM (read-only memory, memoria de solo lectura) se utilizan para almacenar los datos del ordenador y que la CPU pueda acceder a ellos directamente.
La memoria RAM se usa para almacenar temporalmente la información que está siendo utilizada por el ordenador.
La ROM se utiliza para almacenar permanentemente las instrucciones que le indican al ordenador cómo arrancar. También carga el sistema operativo.
La unidad de disco duro (que puede ser interna o externa) se utiliza para almacenar permanentemente datos y programas durante el tiempo que necesitemos.
El contenido de la memoria RAM es volátil y se borra en cuanto el ordenador se queda sin alimentación eléctrica. Para guardar tu trabajo y que no desaparezca al apagar el ordenador, debes guardarlo en el almacenamiento permanente (un dispositivo interno o externo).
La placa base
Es el conjunto de circuitos principal, que permite la interconexión de todos los componentes y de los periféricos del ordenador.
La placa base asigna la energía eléctrica a los elementos que la necesitan, se comunica con todos los demás componentes y los coordina, por lo que es una de las piezas de hardware más importantes del ordenador.
Todos los demás componentes se conectan a la placa base, ya sea directamente (acoplándose al circuito) o indirectamente (a través de puertos USB), y juntos forman el sistema informático.
Tarjeta gráfica
La tarjeta gráfica o de vídeo es un dispositivo de hardware que se conecta a la placa base y permite que el ordenador muestre imágenes en el monitor.
El procesador de la tarjeta gráfica, llamado unidad de procesamiento de gráficos (GPU, de graphics processing unit), es similar a la CPU de un ordenador, pero está diseñado específicamente para realizar los complejos cálculos matemáticos y geométricos que son necesarios para representar elementos gráficos.
Las GPU son núcleos de procesamiento especializados que pueden utilizarse para acelerar procesos de cálculo. En un principio se diseñaron para procesar imágenes y datos visuales, pero ahora se están aprovechando para mejorar otros procesos informáticos, como el aprendizaje profundo o la infraestructura de inteligencia artificial moderna.
Tarjeta de sonido
Las tarjetas de sonido son dispositivos de hardware interno que se conectan a la placa base y permiten que el ordenador emita sonidos. También se pueden usar para conectar micrófonos con el fin de introducir sonidos en el ordenador.
Fuente de alimentación
La fuente de alimentación es el punto por el que entra la energía en el ordenador desde una fuente externa de alimentación eléctrica. La placa base asigna esa alimentación a los diferentes componentes del hardware.
Dispositivos de entrada
Son los dispositivos a través de los cuales se introducen datos e instrucciones en el ordenador.
Los dispositivos de entrada se dividen en dos categorías: los dispositivos de entrada manuales (por ejemplo, un ratón, un teclado, una pantalla táctil o un escáner), que tiene que manejar una persona para introducir la información, y los dispositivos de entrada automáticos (un lector de códigos de barras o un lector de tarjetas, por ejemplo), que pueden introducir la información por sí mismos.
Dispositivos de salida
Una vez que los datos introducidos se han procesado, se convierten en información útil que se transmite al usuario a través de los dispositivos de salida.
Un dispositivo de salida es una pantalla, una impresora u otro dispositivo que te permite ver lo que ha hecho el ordenador.
En los ordenadores portátiles, todos los componentes de hardware están integrados. Los smartphones también contienen esos mismos elementos, pero integrados en un dispositivo aún más pequeño.
Al pensar en ordenadores, la mayoría de la gente se imagina el ordenador personal que tiene en casa o el ordenador de sobremesa que utiliza en el trabajo. Sin embargo, hoy en día los ordenadores adoptan todo tipo de formas y se utilizan con una inmensa variedad de fines. Además de procesar y producir datos, los ordenadores pueden tener la función de «accionar» otros elementos, como ocurre con el control de sistemas, la robótica, etc.
La revolución de los dispositivos de almacenamiento de datos
Los ordenadores digitales representan los datos mediante el sistema numérico binario. Esto significa que cualquier tipo de información, ya sea números, texto, imágenes o audio, puede convertirse en dígitos binarios, cada uno de los cuales tiene un valor de 1 o 0. La unidad de almacenamiento más común es el byte, que equivale a 8 bits. La información se puede manejar con cualquier ordenador o dispositivo que tenga un espacio de almacenamiento lo suficientemente grande como para que quepa la representación binaria de esa información (datos).
Por tanto, la capacidad de almacenar datos proporciona a los ordenadores una de sus funciones esenciales, la de conservar datos digitales. Aunque hoy damos por sentada esta función, el almacenamiento de datos en los ordenadores ha avanzado mucho desde los comienzos de la informática.
Al principio, los ordenadores se programaban con hojas de papel rígidas en las que los comandos y otros datos se representaban mediante la presencia o ausencia de orificios. Estas tarjetas se sustituyeron más adelante por bobinas de cinta magnética, con las que era más fácil gestionar el espacio, ya que almacenar pilas de tarjetas era muy poco práctico. Sin embargo, programarlas seguía requiriendo mucho tiempo y esfuerzo, y era un trabajo tedioso.
Los primeros ordenadores personales no tenían almacenamiento de datos interno (disco duro), por lo que el software, que en ese momento era muy simple y requería pocos datos, se cargaba a través de disquetes. Esto cambió con la evolución del hardware. Cuando los discos duros se estandarizaron, fue posible instalar software en el ordenador. Así, las empresas podían vender ordenadores con un sistema operativo y aplicaciones ya instalados. Los usuarios ya no tenían que cambiar de disco para pasar de un programa a otro, por lo que podían utilizar el ordenador de una manera más eficiente y eficaz.
Los sistemas fueron mejorando: de los CD-ROM se pasó a los CD y luego a los DVD, y los discos duros tenían cada vez más capacidad. Y, con la evolución de Internet, ya no necesitamos comprar software en CD, puesto que podemos descargar los programas o incluso utilizarlos directamente desde la nube.
Tipos de ordenadores
A continuación, vamos a ver los diferentes tipos de ordenadores disponibles en la actualidad, según su uso general.
Ordenadores personales
El ordenador personal (PC, del inglés personal computer) es un ordenador diseñado para que lo utilice una sola persona, con todo tipo de usos. Tiene un monitor, un teclado y una CPU conectados entre sí, y se ha convertido en una herramienta cómoda y flexible que puede funcionar de forma independiente o como parte de una red de una empresa u organización. Hoy en día, hay ordenadores personales con todo tipo de formas y tamaños: por ejemplo, existen los ordenadores de sobremesa, los portátiles, los teléfonos móviles y las tabletas. En la siguiente sección analizaremos con más detalle los distintos tipos de PC.
Servidores
Los servidores son ordenadores optimizados para prestar servicios a otros ordenadores a través de una red y suelen tener procesadores potentes, mucha memoria y discos duros de gran capacidad. Existen, por ejemplo, los servidores multimedia domésticos, los servidores web y los servidores de impresión. También hay servidores de archivos y de bases de datos. Las empresas utilizan servidores para que les suministren información, procesen pedidos, lleven el seguimiento de los datos de los envíos o calculen fórmulas científicas, entre muchos otros usos.
Mainframes
Se trata de grandes ordenadores con mucha capacidad y velocidad de procesamiento. Los mainframes ejecutan numerosos programas al mismo tiempo y son capaces de prestar servicio a cientos o incluso miles de usuarios simultáneamente. Tienen arquitecturas muy resistentes, lo que se traduce en una gran fiabilidad y seguridad. Estas máquinas se caracterizan por su alta disponibilidad y a menudo funcionan durante años sin interrupción. Sus reparaciones y actualizaciones de hardware tienen lugar durante el funcionamiento normal e incluso son capaces de seguir en marcha aunque falle algún componente.
Por ello, los utilizan principalmente los Gobiernos y las grandes empresas y organizaciones para el procesamiento de datos a gran escala, para las aplicaciones más importantes y para asegurarse de que no haya problemas al ejecutar inmensas cantidades de transacciones delicadas o elaborar estadísticas de consumo e industria, entre otras tareas.
Superordenadores
Los superordenadores son como los coches de carreras del mundo de la informática: poseen la máxima capacidad de procesamiento que es posible alcanzar, sobre todo en cuanto a velocidad de cálculo. Pueden estar formados por un pequeño número de componentes muy potentes o un conjunto mayor de unidades menos potentes y se utilizan para usos especializados que requieren una inmensa cantidad de cálculos matemáticos. Los superordenadores se encuentran, por ejemplo, en institutos científicos o estaciones de predicción meteorológica, donde la velocidad de cálculo es esencial.
Ordenadores integrados
Los ordenadores integrados están incorporados en otros dispositivos, en lugar de ser ordenadores independientes, y están diseñados para realizar tareas específicas. Algunos ejemplos son las cámaras digitales, los reproductores de música y casi cualquier tipo de sistema de control industrial o doméstico. Por ejemplo, la mayoría de los teléfonos móviles modernos contienen en realidad varios ordenadores independientes: además de la tarjeta SIM, un teléfono puede tener otro microprocesador para gestionar las comunicaciones por radio y un segundo chip informático para ejecutar todas las aplicaciones que requieren una gran capacidad de procesamiento, como los juegos. Incluso las lavadoras llevan ahora un microprocesador en su interior, para calcular los parámetros del ciclo de lavado y accionar el motor del tambor de la ropa con la mayor eficiencia posible.
Como hemos visto, los ordenadores actuales son muy versátiles y su flexibilidad y potencial de mejora son una señal de que la revolución informática aún no ha terminado.
