Ejercicios: La arquitectura del ordenador

Relacioná cada componente de la computadora con la tarea que realiza: (a) CPU, (b) memoria RAM, (c) disco rígido o SSD, (d) placa madre. Tareas: 1. guarda los archivos a largo plazo, aunque la computadora se apague; 2. ejecuta las instrucciones de los programas, es el «cerebro» del equipo; 3. conecta entre sí todos los demás componentes; 4. guarda de forma temporal los datos con los que se está trabajando en cada momento.

Explicá con tus palabras la diferencia entre la memoria RAM y el almacenamiento (disco rígido o SSD). Ayudate de una comparación de la vida diaria, por ejemplo con muebles de una cocina o de un estudio.

El esquema muestra los bloques principales de una computadora, pero uno de los componentes conectados a la CPU está tapado con un signo de interrogación, como se muestra en la figura.

El componente oculto guarda temporalmente los datos con los que la CPU trabaja en cada momento y se borra al apagar la computadora. ¿Qué componente es? Explicá qué pasaría si la computadora no lo tuviera.

¿Verdadero o falso? Justificá cada respuesta con una frase: (a) la memoria RAM guarda tus fotos aunque apagues la computadora; (b) la CPU ejecuta las instrucciones de los programas; (c) la placa madre conecta entre sí todos los componentes; (d) el disco duro pierde todo su contenido cada vez que se apaga el equipo.

¿En qué componente pensarías primero en cada caso? Razoná tus respuestas: (a) querés guardar muchas más películas en la computadora; (b) querés que la computadora calcule y «piense» más rápido; (c) querés trabajar con muchos programas abiertos a la vez sin que se ponga lenta.

Cerrás el documento sin guardar y apagás la computadora: el texto que habías escrito desaparece. Explicá qué tiene que ver la memoria RAM con esa pérdida y qué hace exactamente el botón «guardar» para evitarla.

Cuando jugás con un joystick, la orden del botón llega a un componente que calcula qué debe pasar en el juego y envía el resultado al monitor. ¿Qué componente es ese? Explicá qué notarías en el juego si ese componente fuera muy lento.

Buscá las especificaciones de una computadora real (la de tu casa, la del aula o una de una tienda en línea) y anotá su CPU, su memoria RAM y su almacenamiento. Explicá con tus palabras qué significa cada uno de los tres datos.

La computadora de un aula anda muy lenta cuando se abren muchas pestañas del navegador a la vez, aunque su CPU es potente y el disco tiene espacio libre. ¿Qué componente creés que está llegando a su límite? Explicá por qué y qué mejora del equipo lo solucionaría.

En un local de venta de electrónica comparás dos computadoras: el equipo A lleva una CPU de $3,2\ \text{GHz}$, $8\ \text{GB}$ de memoria RAM y un SSD de $256\ \text{GB}$; el equipo B lleva una CPU de $2,8\ \text{GHz}$, $16\ \text{GB}$ de RAM y un disco duro de $1\ \text{TB}$. Explicá qué significa cada dato y razoná qué equipo le conviene más a una alumna que edita video con varios programas abiertos a la vez.

Cuando hacés doble clic en un documento, los datos viajan entre los componentes de la computadora. Ordená estos pasos y explicá qué papel juega la memoria RAM en el proceso: (a) la CPU procesa los datos del documento, (b) el documento se copia del almacenamiento a la memoria RAM, (c) hacés doble clic en el icono del archivo, (d) el documento se muestra en la pantalla.

Al abrir un juego, los datos viajan entre cuatro piezas de la computadora. La figura muestra esas piezas unidas por flechas, pero el orden que marcan los números de las tarjetas es incorrecto, como se muestra en el esquema.

Escribí el orden correcto del viaje de los datos, del 1 al 4, y explicá qué ocurre en cada una de las cuatro etapas.

Una computadora tarda tres minutos en encenderse porque su disco rígido es de los antiguos, con piezas móviles (HDD). Explicá por qué cambiarlo por un SSD acelera el arranque y la apertura de programas aunque la CPU y la memoria RAM sigan siendo exactamente las mismas.

Una computadora tiene $16\ \text{GB}$ de memoria RAM. Entre el sistema operativo ($4\ \text{GB}$), el navegador ($3\ \text{GB}$) y un juego ($6\ \text{GB}$), calculá cuánta RAM queda libre con la resta $16 - (4 + 3 + 6)$ y explicá qué puede pasar si después abrís un programa que necesita $5\ \text{GB}$.

El celular avisa «almacenamiento casi lleno» y, sin embargo, tiene $8\ \text{GB}$ de memoria RAM libres. Explicá por qué borrar aplicaciones y videos libera almacenamiento pero no RAM, y razoná qué tipo de memoria llenan las fotos y los videos.

Una computadora vieja tiene $4\ \text{GB}$ de RAM y un disco rígido HDD, y solo hay plata para una mejora: ampliar a $16\ \text{GB}$ de RAM o cambiar a un SSD. Razoná cuál elegirías para que el equipo «ande más rápido» en el uso diario (arrancar, abrir programas, cambiar entre ventanas) y explicá qué mejoraría y qué no cada opción.

Imaginá que trabajás en el servicio técnico de la escuela y recibís tres computadoras con problemas de rendimiento:

• Equipo A: Tarda casi diez minutos en encenderse y en abrir cualquier programa, pero una vez que la aplicación está abierta funciona con total fluidez.

• Equipo B: Al tener abiertas varias pestañas del navegador junto con un procesador de textos y música de fondo, el equipo se congela periódicamente y va a saltos al cambiar de ventana.

• Equipo C: Durante la exportación final de un proyecto de video en alta definición, el proceso se interrumpe de repente indicando que no es posible guardar el archivo resultante.

Para cada caso, diagnosticá de forma razonada qué componente de hardware (almacenamiento secundario, memoria RAM o procesador/gráfica) está provocando el cuello de botella y proponé una mejora técnica adecuada.

Un celular nuevo dispone de $128\ \text{GB}$ de almacenamiento interno total, pero el sistema operativo y las aplicaciones básicas ocupan ya $28\ \text{GB}$. Querés aprovechar el espacio libre restante exclusivamente para guardar fotos de alta calidad, que ocupan un promedio de $4\ \text{MB}$ cada una.

1. a) Sabiendo que $1\ \text{GB} = 1\,000\ \text{MB}$, calculá cuántas fotos completas vas a poder almacenar como máximo teórico en el espacio libre disponible. Mostrá todas las operaciones con sus unidades.
2. b) Tu compañero afirma que mientras no instales más aplicaciones vas a poder guardar exactamente esa cantidad calculada. Rebatí técnicamente su afirmación explicando al menos dos motivos reales por los que la capacidad utilizable para fotos va a ser inferior.

El aula de tecnología necesita una computadora nueva que sirva para programar, editar video y usar juegos educativos. Repartí la importancia que le darías a cada componente (CPU, memoria RAM, tarjeta gráfica y almacenamiento), justificá tus decisiones y señalá en qué componente ahorrarías si el presupuesto fuera justo.

El departamento de Tecnología quiere grabar un documental escolar con una cámara que registra video en calidad 4K, generando aproximadamente $375\ \text{MB}$ de datos por cada minuto de grabación. Para ello disponen de una tarjeta de memoria de $256\ \text{GB}$ vacía.

1. a) Sabiendo que $1\ \text{GB} = 1\,000\ \text{MB}$, calculá cuántas horas y minutos de grabación continua caben teóricamente en esa tarjeta (mostrá el desarrollo del cálculo con la coma decimal).
2. b) Si el rodaje completo requiere registrar $12$ horas de tomas en total, ¿cuántas tarjetas de $256\ \text{GB}$ necesitarán como mínimo? Justificá tu respuesta teniendo en cuenta imprevistos y el espacio que requiere el formateo de las tarjetas.

En el folleto publicitario de un local de venta de electrónica leés el siguiente eslogan sobre un celular:

«¡Rendimiento insuperable! Cuenta con $12\ \text{GB}$ de memoria, el doble que tu teléfono actual: irá el doble de rápido y podrás guardar el doble de fotos y juegos».

1. a) Analizá críticamente el eslogan y explicá de manera razonada los dos errores técnicos fundamentales que comete el anuncio al utilizar la palabra «memoria» y al relacionarla con la «velocidad».
2. b) Redactá una versión corregida y técnicamente honesta del anuncio que mantenga un tono atractivo para el comprador sin incurrir en engaños.

El club de robótica arma una computadora con un presupuesto de $\$600\,000$ y esta lista de piezas: CPU por $\$210\,000$, memoria RAM por $\$80\,000$, SSD por $\$110\,000$, placa de video por $\$150\,000$ y mother con fuente y gabinete por $\$120\,000$. Sumá el total y comprobá si entra en el presupuesto; si no entra, decidí qué cambio harías (qué pieza rebajarías o subirías) y defendé tu decisión según el uso del club.