Codificación de la información

La palabra computadora, que usaremos a lo largo de este estudio y que continuamente se encuentra presente en los avances de la técnica, es un término inglés. Hace referencia a la función de calcular datos. Podemos decir, pues, que la computadora es una máquina que elabora información: recibe unos datos de ingreso, trabaja con ellos y, posteriormente, una vez finalizada su labor, entrega una nueva información en condiciones de ser utilizada por el usuario. Debemos establecer algunas diferencias entre la calculadora y la computadora. La calculadora se define como la máquina que realiza operaciones matemáticas a partir de unos datos que el usuario introduce, mediante los órganos de entrada, en este caso el teclado, y obtiene unos resultados, en función de la operación matemática elegida previamente. La computadora es una máquina cuya función no es ya tan solo la de calcular, sino la de procesar la información. Para la gestión y elaboración de la información, la computadora seguirá un proceso que describiremos más adelante.

Tratamiento de la información

A la computadora se le debe suministrar información como materia prima, a fin de obtener unos resultados finales que sirvan al usuario. En este sentido, se podría establecer un cierto paralelismo entre una computadora y una máquina herramienta, ya que esta, al igual que la computadora, trabaja sobre una materia prima (a través de una serie de procesos de mecanizado), hasta transformarla en algo (una pieza) útil para el hombre. Lo mismo ocurre con la computadora y la información. La palabra información tiene un significado amplio y complejo. En el aspecto que aquí interesa, se puede decir que información es todo aquello que el cerebro humano es capaz de transmitir y recibir. Así, el hombre comunica sus pensamientos, deseos o sentimientos mediante palabras, gestos, sonidos, etcétera. Son signos de información las letras del alfabeto, las cifras decimales, las reglas lingüísticas, las fórmulas matemáticas, las imágenes, etcétera. La computadora debe ser capaz de aceptar y elaborar toda información formada por signos y símbolos que sean coherentes con las características estructurales de la computadora, es decir, hay que presentar la información codificadamente. Resumiendo, la información, para poder ser tratada y elaborada, debe ser compatible con la computadora.

Tipos de computadoras

Según la forma de elaboración de los datos, se puede dividir a las computadoras en dos grupos: el de las computadoras analógicas y el de las computadoras digitales o aritméticas.

• Computadoras analógicas

Transforman los datos o la información de entrada en magnitudes físicas de tipo continuo, como corriente eléctrica o caudal de un fluido, y sobre estas magnitudes operan. En consecuencia, se obtiene otro dato físico, cuya medida es el resultado de la operación.

Este tipo de computadora es muy rápido en su gestión, pero poco preciso. Ha quedado relegado a un pequeño número de aplicaciones muy especializadas.

• Computadoras digitales o aritméticas

Para obtener los resultados finales, este tipo de computadora convierte los datos de entrada en magnitudes discretas o discontinuas, que codifica en forma de números para operar con ellos, y da como resultado del proceso de elaboración otra magnitud discreta o discontinua. Este proceso es más lento, pero mucho más preciso. Este tipo de computadora es el más empleado y a él nos referiremos en las próximas páginas.

Necesidad de la codificación

En el apartado anterior se ha visto que la computadora requiere de una información como base, materia prima para que desarrolle su función, que es el tratamiento y la elaboración de la información.

Para que nuestros pensamientos, transmitidos mediante los signos o sonidos, puedan ser comprendidos por las personas de nuestro entorno, debemos establecer una convención. Por ejemplo, la palabra «casa» se compone de cuatro signos, c, a, s, a, que tienen unos determinados sonidos en su pronunciación y cuyo significado es: lugar para albergar al hombre.

En las computadoras nos encontramos con la necesidad de transformar o codificar la información de entrada, para que esta sea manejable para la computadora. Esta información se da a la computadora mediante palabras comprensibles al hombre, digitadas con la ayuda de un teclado o desde otros dispositivos de entrada adecuados que constituyen los órganos de entrada de datos a la computadora. Actualmente, se está experimentando con computadoras que aceptan órdenes o informaciones. Sea cual sea el sistema que se emplee para suministrar la información a la computadora, esta debe codificar en su interior los signos de forma manejable para sus circuitos.

Estructura interna de una computadora

En el estudio de una computadora, diferenciaremos cuatro bloques principales:

• Unidad central de proceso.
• Unidad de memoria.
• Controladores.
• Interfaces de entrada/salida.

Además de estos cuatro bloques, la computadora tiene una serie de circuitos integrados que complementan y posibilitan el funcionamiento y el diálogo de toda la estructura hardware de la computadora.

En el capítulo anterior, habíamos visto que la unidad central de proceso de datos se componía de dos unidades principales: la unidad de control y la unidad aritmético-lógica. Esta unidad central es conocida comúnmente como CPU (Central Processing Unit). Está formada por circuitos electrónicos capaces de desarrollar las funciones de control y de cálculo aritmético y lógico. Todos estos circuitos se hallan siempre integrados en un solo microprocesador o una microcomputadora, según cuál sea su estructura interna.

Buses

La CPU se comunica con todas las posiciones de memoria y todos los periféricos de la computadora a través de vías o canales formados por grupos de conductores llamados buses.

Los buses más comúnmente presentes en las computadoras son:

• Bus de datos.
• Bus de direcciones.
• Bus de control.
• Bus de datos (Data bus)

En él viajan los datos de una parte a otra de la computadora. En este bus, los datos pueden ser de entrada o de salida con respecto a la CPU, memoria y controladores de entrada/salida.

• Bus de direcciones (Address bus)

Tiene la función de seleccionar o direccionar las distintas partes de la computadora. La CPU puede seleccionar mediante este bus una dirección de la memoria para posteriormente leer los datos que contiene.

Este bus, con respecto a la CPU, siempre es un bus de salida.

• Bus de control (Control bus)

En este bus viajan las señales de control de todo el sistema. Con respecto a la CPU, este bus puede ser de entrada o de salida, ya que la CPU, además de controlar las unidades periféricas a la misma, puede recibir información del estado de una determinada unidad. Todas las informaciones, bien sean datos, direcciones o control, viajan por los hilos de los buses en forma de ausencia o presencia de tensión sobre cada uno de ellos, por lo que la ausencia de tensión se representará por un 0 y la presencia de tensión por un 1. Toda información que viaja sobre un bus lo hace codificada en forma binaria.

Otra forma de comunicación entre la CPU y los periféricos es mediante el multiplexor, que permite que dos o más periféricos se comuniquen con la CPU por el mismo canal y al mismo tiempo.