Digitalización de la Información: Arquitectura del Ordenador, Codificación Binaria y Lenguajes de Programación

Digitalización de la información

Digitalización: proceso por el que se pasa la información para que un ordenador pueda reproducir un sonido o mostrar una fotografía. Básicamente consiste en convertir la información en series de 1 y 0. La razón de esta conversión se debe al hardware o componentes físicos del ordenador. Dichos componentes están compuestos en su gran mayoría por circuitos digitales integrados que solo tienen 2 estados: encendido y apagado. Por ello, la codificación resultante se denomina codificación binaria, de 2 estados. Los valores de encendido y apagado se corresponden con los valores 0 y 1, por lo que cualquier cifra o carácter se codifica como una cadena de 1s y 0s.

Bit: es cada uno de los dígitos binarios (0 o 1) de los que está formada la información. Un conjunto de 8 bits forma un byte. Es la unidad básica de información en el ordenador. Con 1 byte pueden representarse 256 valores diferentes (2⁸ = 256).

Arquitectura básica de un ordenador

- Unidad central de proceso (CPU). Es el cerebro del computador. Se encarga de la ejecución de las operaciones aritmético-lógicas y de controlar las transferencias de información a realizar. La CPU está compuesta por elementos especializados, como son:

1. Unidad aritmético-lógica (ALU) y banco de registros. La ALU ejecuta las operaciones de procesamiento matemático de los datos, mientras que el banco de registros proporciona almacenamiento interno de datos para la CPU.
2. Unidad de control (UC). La UC controla la operación realizada por la CPU.

- Memoria principal. Contiene el conjunto de instrucciones que ejecuta la CPU en el transcurso de un programa. También es donde se almacenan temporalmente las variables del mismo, toda los datos que se precisan y todos los resultados que devuelve.

- Unidad de entrada/salida. Son las encargadas de la comunicación de la máquina con el exterior, proporcionando al operador la forma tanto de introducir al ordenador los programas como de obtener los resultados.

Estas 3 partes están conectadas entre sí, y aparece el concepto de bus, que es un conjunto de líneas que enlazan los distintos componentes del ordenador, por ellas se realiza la transferencia de datos entre todos sus subsistemas. Existen 3 tipos de buses:

• Bus de control: forman parte de él las líneas que seleccionan desde y hacia dónde se dirige la información. También compone este bus las líneas que marcan la secuencia de los pasos a seguir por dicha transferencia.
• Bus de datos: por él se transmiten los datos entre las distintas partes del ordenador de forma bidireccional.
• Bus de direcciones: consta de un conjunto de líneas que permite seleccionar de qué posiciones de la memoria se quiere leer su contenido. También direccionan los dispositivos de E/S.

Programas, algoritmos y lenguajes

Programa: es la descripción de un algoritmo en un lenguaje de programación que el ordenador es capaz de interpretar.

Algoritmo: es una receta para resolver un problema o, más formalmente, la secuencia de operaciones que permiten obtener un resultado a partir de una serie de datos de entrada. Mientras tanto, un lenguaje de programación es un lenguaje artificial que define las reglas muy precisas y rigurosas para escribir algoritmos.

Lenguaje ensamblador

Lenguaje ensamblador: se desarrolló porque escribir programas utilizando exclusivamente 1s y 0s era muy laborioso, consumía mucho tiempo y tenía muchas probabilidades de cometer errores. Un lenguaje ensamblador utiliza códigos mnemotécnicos para indicarle al hardware las operaciones que debe utilizar. Un código mnemotécnico es una palabra o abreviatura fácil de recordar que representa la tarea que debe realizar el procesador del ordenador.

Ensamblador: para traducir un programa escrito en lenguaje ensamblador a lenguaje máquina (código binario) se utiliza un programa llamado ensamblador. Este programa tomará como datos nuestro programa escrito en lenguaje ensamblador (programa fuente) y dará como resultado el mismo programa pero escrito en lenguaje máquina, es decir, 0s y 1s, lenguaje que es capaz de ejecutar el ordenador.

Lenguajes de alto nivel

Lenguaje de alto nivel: hoy en día son los lenguajes más utilizados. Emplean una terminología fácilmente comprensible que se aproxima más al lenguaje humano. En este caso la traducción se lleva a cabo por otro programa llamado compilador. Así, el programa fuente escrito en lenguaje de alto nivel, a través del compilador de dicho lenguaje, se traduce a lenguaje máquina, programa que ya puede ejecutar el ordenador.