Cómo Funcionan las Computadoras

Una laptop abierta. Foto de Philipp Katzenberger en Unsplash

Hoy en día usamos, de alguna manera, una computadora en casi toda actividad de nuestras vidas, podría ser para trabajo o solo por diversión, pero si lo pensamos con cuidado, las computadoras son un invento del siglo pasado, y han cambiado nuestras vidas.

Nuevos empleos han aparecido, nuevas carreras por estudiar, nuevos problemas por resolver.

Pero, ¿realmente sabemos cómo las computadoras penetraron en nuestras vidas?, ¿realmente sabemos cómo funciona una computadora?, ¿cómo funciona Internet?

Hay muchas personas que usan sus smartphones para comunicarse con su familia y amigos, para compartir sus vidas, pero no saben cómo es esto posible.

No estoy diciendo que todos deberían tener una Ingeniería en Software o ser expertos en IT, pero entender nuestra actual línea temporal puede ser un conocimiento destacable a tener.

El poder de las computadoras

Las computadoras están hechas para expandir nuestros cerebros, desde cosas como enviar mensajes a personas del otro lado del planeta, hasta crear una app que agiliza un proceso de entrega.

Todo esto se hace tan solo “girando” unos y ceros (1´s y 0´s), pero, ¿cómo es esto posible?

Si ya has visto Él Código Enigma, ya sabes parte de esa historia.

Fundamentos de Computación

Alan Turing fue el inventor de la Máquina de Turing, una simple pero poderosa máquina que puede recibir instrucciones para moverse en una larga cinta, cambiando el estado de cada ranura. Estas 3 cosas, una cabeza, una cinta larga y un conjunto de instrucciones son las bases para las computadoras modernas.

La cabeza es la Unidad de Procesamiento Central (CPU), una pieza de hardware que puede ser usada con propósitos generales, recibiendo instrucciones (Algoritmo) que son convertidos a pulsos eléctricos, entendiendo si la electricidad pasa o no, si es verdadero o falso, 1 ó 0. Todas estas instrucciones son guardadas en la Memoria Aleatoria de Acceso, Random Access Memory (RAM) para un acceso rápido del trabajo que se ha hecho. La Memoria de Solo Lectura, Read-Only Memory (ROM) es usada para guardar datos persistentes que se necesitan recuperar aunque la computadora se apague.

Un algoritmo puede ser visto como una receta de cocina, declaras los ingredientes (variables) y los pasos a seguir (funciones) para obtener un resultado.

Una variable es un identificador que apunta a un slot en la RAM, guardando un valor que puede ser un número, un texto (se le conoce como “string”), un booleano (true o false), un object (un conjunto de múltiples variables y funciones que puede ser instanciado), etc.

Las funciones son bloques de instrucciones que cumplen una tarea, como obtener la ubicación actual o enviar un mensaje.

Y te estarás preguntando, ¿cómo puedo decirle a una computadora lo que quiero hacer?

Lenguajes de programación

Si intentas hablar con alguien que no habla el mismo idioma que tu, intentas usar un traductor o usas gestos, algo que sabes que ambos puedan de alguna manera entender, lo mismo ocurre con las computadoras.

Las computadoras son poderosas, pero necesitan a alguien que les diga qué hacer, este es el trabajo de los humanos, y para conseguirlo usamos lenguajes de programación. Con un lenguaje de programación usas una sintaxis específica para decirle a la computadora lo que quieres hacer, una vez hecho esto compilas el archivo que contiene las instrucciones que escribiste, entonces es transformado a un lenguaje que las computadoras pueden entender con mayor facilitad (1´s y 0´s) y entonces la computadora realiza la tarea.

Hay diferentes lenguajes de programación, y todos ellos están diseñados para solucionar necesidades específicas. Lenguajes como C y C++ son lenguajes de bajo nivel, esto quiere decir que son muy cercanos a cómo una computadora “habla” y son usados para controlar y administrar la memoria en apps de alto rendimiento, o para iluminar las pantallas de tu computadora.

Existe Java, un lenguaje que crea un entorno cuando es compilado, lo que le permite ser utilizado en casi cualquier computadora.

JavaScript (NO tiene que ver con Java o algo así) es un lenguaje que los navegadores entienden, gracias a JavaScript podemos acceder a una página web y ver asombrosas interacciones cuando le damos click a un botón, inicar sesión con un username y password, y más.

JavaScript es un lenguaje de alto nivel, es más fácil de aprender que Java o C, pero no por eso es mejor o peor, simplemente resuelve una necesidad diferente.

El Navegador

Es un poderoso software que puede acceder a otras computadoras usando el Hyper Text Transfer Protocol (HTTP), significa que gracias a este protocolo distintas computadoras pueden enviar y recibir información para comunicarse, incluso si están muy lejos. Los navegadores reciben datos en forma de archivos, principalmente tres:

• Hyper Text Markup Language (HTML)
• Cascading Styles Sheets (CSS)
• JavaScript

HTML

Ayuda al navegador a estructurar los datos como textos o imágenes, usando un lenguaje de marcado (mediante tags). El navegador puede reconocer dónde hay un input para escribir nuestro email, o un botón para subscribirnos a nuestro artista favorito.

CSS

Ayuda a colorear y formar los tags de HTML usando selectores. Puede ser usado para cambiar el color de fondo de la página, darle a un botón bordes redondeados, cambiar el color de texto, todo lo que tu creatividad pueda imaginar.

JavaScript

Combinando HTML y CSS con Javascript se crea un sitio web interactivo, o aplicación web (como este). Puedes por ejemplo, añadir un botón que cambie el tema oscuro al claro, o guardar items en un carrito de compras y mostrar el número de items que tienes guardados.

Para todo esto necesitas guardar tus archivos en algún sitio, permitiéndole a las personas acceder a la computadora para descargar todos estos archivos usando sus navegadores, y para eso existen los servidores.

Los servidores son computadoras conectadas a Internet, guardan archivos que pueden ser descargados o subidos usando protocolos y reglas de seguridad. Algunas compañías como Google o Microsoft tienen múltiples centros con muchos servidores en diferentes regiones en el planeta, llamados Data Centers, y pueden ser usados por una tarifa para guardar tu web app, estos múltiples Data Centers se les conoce como Cloud.

La Nube

Administrar una poderosa computadora puede ser difícil, pero si sabes cómo usarla, puedes ahorrarte mucho dinero en lugar de mantener servidores locales que necesiten estar encendidos 24/7. Gracias a la Cloud podemos entregar apps más rápidas, y podemos tener un servicio 24/7 para nuestros clientes con un costo marginal.

Las Computadoras Cambiaron la Humanidad

Las computadoras simplifican nuestras tareas diarias, el software puede ser fácilmente replicado y distribuido sin la necesidad de logística como si lo necesita un producto tangible. Solo necesitas una conexión a Internet para acceder al proyecto de alguien.

No necesitas una fábrica o un recurso natural como madera para producir papel, necesitas un grupo de ingenieros, diseñadores UX/UI, digital marketers, y otras personas enfocadas en IT para alcanzar a miles de clientes.

La razón por la que las computadoras son tan poderosas es debido a que su costo marginal es mínimo, no necesitas extraer una materia prima de la tierra para construir una app, necesitas un grupo de personas talentosas que usen sus cerebros para crear soluciones.

Publicado: 29 de Mayo del 2023