La arquitectura de la computadora

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? Explique qué pasaría si la computadora no lo tuviera.

Cuando usted juega con un control, 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? Explique qué notaría en el juego si ese componente fuera muy lento.

Relacione cada componente de la computadora con la tarea que realiza: (a) CPU, (b) memoria RAM, (c) disco duro 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.

Explique con sus palabras la diferencia entre la memoria RAM y el almacenamiento (disco duro o SSD). Ayúdese de un símil de la vida diaria, por ejemplo con muebles de una cocina o de un estudio.

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

Usted cierra el documento sin guardar y apaga la computadora: el texto que había escrito desaparece. Explique qué tiene que ver la memoria RAM con esa pérdida y qué hace exactamente el botón «guardar» para evitarla.

Busque las especificaciones de una computadora real (la de su casa, la del aula o una de una tienda en línea) y anote su CPU, su memoria RAM y su almacenamiento. Explique con sus palabras qué significa cada uno de los tres datos.

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

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

1. a) Sabiendo que $1\ \text{GB} = 1\,000\ \text{MB}$, calcule cuántas fotos completas podrá almacenar como máximo teórico en el espacio libre disponible. Muestre todas las operaciones con sus unidades.
2. b) Su compañero afirma que mientras no instale más aplicaciones podrá guardar exactamente esa cantidad calculada. Rebata técnicamente su afirmación explicando al menos dos motivos reales por los que la capacidad utilizable para fotos será inferior.

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

El club de robótica arma una computadora con un presupuesto de $\text{L}\ 15\,000$ y esta lista de piezas: CPU por $\text{L}\ 5\,250$, memoria RAM por $\text{L}\ 2\,000$, SSD por $\text{L}\ 2\,750$, tarjeta gráfica por $\text{L}\ 3\,750$ y placa base con fuente y caja por $\text{L}\ 3\,000$. Sume el total y compruebe si entra en el presupuesto; si no entra, decida qué cambio haría (qué pieza rebajaría o subiría) y defienda su decisión según el uso del club.

Cuando usted hace doble clic en un documento, los datos viajan entre los componentes de la computadora. Ordene estos pasos y explique 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) usted hace 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.

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

¿En qué componente pensaría primero en cada caso? Razone sus respuestas: (a) quiere guardar muchas más películas en la computadora; (b) quiere que la computadora calcule y «piense» más rápido; (c) quiere trabajar con muchos programas abiertos a la vez sin que se ralentice.

La computadora de una clase va 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 cree usted que está llegando a su límite? Explique por qué y qué mejora del equipo lo solucionaría.

En una tienda compara 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 $1\ \text{TB}$. Explique qué significa cada dato y razone qué equipo conviene más a una alumna que edita video con varios programas abiertos a la vez.

Una computadora tarda tres minutos en encenderse porque su disco duro es de los antiguos, con piezas móviles (HDD). Explique 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.

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

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

Imagine que usted trabaja en el servicio técnico del colegio y recibe 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, diagnostique de forma razonada qué componente de hardware (almacenamiento secundario, memoria RAM o procesador/gráfica) está provocando el cuello de botella y proponga una mejora técnica adecuada.

El aula de tecnología necesita una computadora nueva que sirva para programar, editar video y usar juegos educativos. Reparta la importancia que daría a cada componente (CPU, memoria RAM, tarjeta gráfica y almacenamiento), justifique sus decisiones y señale en qué componente ahorraría si el presupuesto fuera justo.

En el folleto publicitario de una tienda usted lee el siguiente reclamo sobre un celular:

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

1. a) Analice críticamente el reclamo y explique razonadamente los dos errores técnicos fundamentales que comete el anuncio al utilizar la palabra «memoria» y al relacionarla con la «velocidad».
2. b) Redacte 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 $\text{L}\ 15\,000$ y esta lista de piezas: CPU por $\text{L}\ 5\,250$, memoria RAM por $\text{L}\ 2\,000$, SSD por $\text{L}\ 2\,750$, tarjeta gráfica por $\text{L}\ 3\,750$ y placa base con fuente y caja por $\text{L}\ 3\,000$. Sume el total y compruebe si entra en el presupuesto; si no entra, decida qué cambio haría (qué pieza rebajaría o subiría) y defienda su decisión según el uso del club.