Ejercicios: La arquitectura del ordenador

Relaciona cada componente del ordenador con la tarea que realiza: (a) CPU, (b) memoria RAM, (c) disco duro o SSD, (d) placa base. Tareas: 1. guarda los archivos a largo plazo, aunque el ordenador 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.

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

El esquema muestra los bloques principales de un ordenador, 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 el ordenador. ¿Qué componente es? Explica qué pasaría si el ordenador no lo tuviera.

¿Verdadero o falso? Justifica cada respuesta con una frase: (a) la memoria RAM guarda tus fotos aunque apagues el ordenador; (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.

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

Cierras el documento sin guardar y apagas el ordenador: el texto que habías escrito desaparece. Explica qué tiene que ver la memoria RAM con esa pérdida y qué hace exactamente el botón «guardar» para evitarla.

Cuando juegas con un mando, 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? Explica qué notarías en el juego si ese componente fuera muy lento.

Busca las especificaciones de un ordenador real (el de tu casa, el del aula o uno de una tienda en línea) y anota su CPU, su memoria RAM y su almacenamiento. Explica con tus palabras qué significa cada uno de los tres datos.

El ordenador de una clase va muy lento cuando se abren muchas pestañas del navegador a la vez, aunque su CPU es potente y el disco tiene espacio libre. ¿Qué componente crees que está llegando a su límite? Explica por qué y qué mejora del equipo lo solucionaría.

En una tienda comparas dos ordenadores: 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 $1\ \text{TB}$. Explica qué significa cada dato y razona qué equipo conviene más a una alumna que edita vídeo con varios programas abiertos a la vez.

Cuando haces doble clic en un documento, los datos viajan entre los componentes del ordenador. Ordena estos pasos y explica 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) haces 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 del ordenador. 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.

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

Un ordenador tarda tres minutos en encenderse porque su disco duro es de los antiguos, con piezas móviles (HDD). Explica 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.

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

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

Un ordenador viejo 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. Razona cuál elegirías para que el equipo «vaya más rápido» en el uso diario (arrancar, abrir programas, cambiar entre ventanas) y explica qué mejoraría y qué no cada opción.

Analiza estos tres casos e indica qué componente limita el rendimiento en cada uno, razonando la respuesta: (a) un juego va a tirones aunque el disco tiene espacio de sobra y la CPU es muy potente, pero el equipo solo tiene $4\ \text{GB}$ de RAM; (b) el ordenador tarda cinco minutos en arrancar y en abrir cualquier programa, pero una vez abiertos funcionan bien; (c) al editar un vídeo muy largo aparece el aviso «espacio de almacenamiento insuficiente».

Una cámara hace fotos que ocupan $4\ \text{MB}$ cada una. El móvil donde se guardan tiene $128\ \text{GB}$ de almacenamiento libre. Sabiendo que $1\ \text{GB}$ equivale a $1\,000\ \text{MB}$, calcula cuántas fotos caben como máximo y expresa el resultado con una división con unidades: $\frac{128\,000\ \text{MB}}{4\ \text{MB}}$. Después explica por qué en la práctica caben menos de las calculadas.

El aula de tecnología necesita un ordenador nuevo que sirva para programar, editar vídeo y usar juegos educativos. Reparte la importancia que darías a cada componente (CPU, memoria RAM, tarjeta gráfica y almacenamiento), justifica tus decisiones y señala en qué componente ahorrarías si el presupuesto fuera justo.

El servidor de una tienda en línea atiende a miles de personas a la vez, todas pidiendo páginas y haciendo pedidos. Compara ese servidor con el ordenador de tu casa: razona qué componentes habrá que reforzar (CPU, memoria RAM, almacenamiento, conexión a la red) y por qué un «ordenador muy potente» de sobremesa no bastaría.

Un minuto de vídeo en calidad 4K ocupa unos $375\ \text{MB}$. Sabiendo que $1\ \text{GB}$ equivale a $1\,000\ \text{MB}$, calcula con la división $\frac{256\,000\ \text{MB}}{375\ \text{MB}}$ cuántos minutos de vídeo caben en un disco de $256\ \text{GB}$ vacío, convierte el resultado a horas dividiendo entre $60$ (usa la coma decimal) y explica por qué una cámara real no podría grabar exactamente ese tiempo.

Un anuncio dice: «Este móvil tiene $12\ \text{GB}$ de memoria, el doble que el tuyo: irá el doble de rápido». Analiza los dos trucos del anuncio (confundir memoria RAM con almacenamiento y suponer que la velocidad solo depende de la RAM) y redacta una versión honesta del anuncio en una frase.

Una CPU trabaja a $3,5\ \text{GHz}$. Explica qué significa esa cifra ayudándote de un símil (por ejemplo, los golpes de tambor por segundo que puede dar) y razona por qué una CPU de menos GHz pero más moderna puede rendir igual o mejor que una antigua de más GHz (número de núcleos, eficiencia de cada ciclo).

El club de robótica monta un ordenador con un presupuesto de $600\ \text{€}$ y esta lista de piezas: CPU por $210\ \text{€}$, memoria RAM por $80\ \text{€}$, SSD por $110\ \text{€}$, tarjeta gráfica por $150\ \text{€}$ y placa base con fuente y caja por $120\ \text{€}$. Suma el total y comprueba si entra en el presupuesto; si no entra, decide qué cambio harías (qué pieza rebajarías o subirías) y defiende tu decisión según el uso del club.