Cuando se habla del poder de computos, generalmente se refiere a la velocidad con que la computadora procesa los datos. Por lo tanto, más poder realmente quiere decir un procesamiento más rápido.
Cómo afectan los registros a la velocidad
Los registros en las primeras PC podrían almacenar dos bytes (16 bits), cada uno. La mayoría de las CPU vendidas hoy en día, tanto para PC compatibles como para computadora Macintosh, tienen registros de 32 bits. El tamaño de los registros, algunas veces llamado tamaño de la palabra, indica la cantidad de datos con que la computadora puede trabajar en un momento dado. Si todos los otros factores se mantienen igual, una CPU con registros de 32 bits puede procesar datos dos veces más rápido que uno que tiene registros de 16 bits.
La memoria y el poder de cómputo
El tamaño de la memoria RAM en una computadora puede tener un efecto profundo sobre su poder de cómputo. Para empezar, más RAM significa que la computadora puede usar programas más grandes y más poderosos, y que estos programas pueden accesar archivos de datos más grandes. Una PC con 2 MB de RAM es capaz de correr Windows de Microsoft; aun cuando el programa de hecho ocupe cerca de 10 MB de espacio de almacenamiento en disco. Cuando utilizas Windows de Microsoft, el programa no necesita cargar todos sus archivos a la memoria para correr correctamente. La computadora carga en la memoria únicamente las partes más esenciales. Cuando necesita acceso a otras partes del programa en el disco, puede descargar o intercambiar ("swap") , partes no esenciales de la memoria hacia el disco, por el código del programa o los datos que necesita del disco a la memoria.
El reloj interno de la computadora
Todas las microcomputadoras tienen un sistema de reloj, pero el propósito principal del reloj no es la de mantener la hora del día. Como relojes de pulsera modernos, el reloj es accionado por un cristal de cuarzo. Las moléculas en el cristal de cuarzo vibran millones de veces por segundo, a una velocidad que nunca cambia. La computadora usa las vibraciones en el reloj del sistema para tomar el tiempo de sus operaciones de procedimiento. A lo largo de los años, las velocidades de los relojes se han incrementado en forma constante. La primera PC operaba a 4.77 megahertz. Hertz es una medida de los ciclos de reloj por segundo. Un ciclo es el tiempo que le toma realizar una operación, como mover un byte de un lugar de la memoria a otro. Megahertz (MHz) significa "millones de ciclos por segundo". Actualmente, las PC más rápidas se acercan a velocidades de 100 MHz. En igualdad de todos los demás factores, una CPU operando a 66 MHz puede procesar datos 14 veces más rápido que otra operando a 4.77 MHz.
El bus
En las microcomputadoras, el término bus se refiere a las vías de acceso entre los componentes de una computadora. Existen dos buses principales en una computadora; el bus de datos y el bus de direcciones. Elbus de datoses una vía eléctrica de acceso que conecta la CPU, la memoria y otros dispositivos de hardware en la tarjeta principal. El bus es un grupo de líneas paralelas. Los buses de PC están diseñados para corresponder a las capacidades de los dispositivos conectados a ellos. Así que cuando las CPU podían enviar y recibir únicamente un byte de datos a la vez, no tenía ningún caso conectarlas a un bus que pudiera mover más datos que esos. Elbus de direcciones es un conjunto de alambres semejante al bus de datos, pero sólo conecta a la CPU con la memoria, y únicamente lleva direcciones de memoria. El bus de direcciones es importante ya que su número de líneas determina el número máximo de direcciones de memoria. Un byte de datos es suficiente para representar 256 valores diferentes. Si el bus de direcciones pudiera llevar sólo ocho bits a la vez, la CPU puede direccionar únicamente 256 bytes de memoria. Cuando las PC empezaron a incluir más memoria de software, tuvieron que disenarse métodos especiales para direccionarla. Los dos métodos se llaman memoria expandida y memoria extendida. La memoria extendida es un método más rápido, pero todavía es más lento que el direccionamiento de memoria directo.
Memoria caché
Una memoria caché es similar a la RAM, excepto que es extremadamente rápida comparada con la memoria normal y se usa en forma diferente. Cuando un programa está es ejecución y la CPU necesita leer datos o instrucciones de la memoria regular, verifica primero si los datos están en la caché. Si los datos que necesita no están ahí, continúa y lee los datos de la memoria regular y los lleva a sus registros, pero también carga los datos en la memoria caché al mismo tiempo. La siguiente vez que la CPU necesita para cargar los datos, los encuentra en la caché y ahorra el tiempo que se necesita para cargar los datos de la memoria regular. Podrías pensar que las probabilidades de que la CPU encuentre los datos que necesita en la caché son pequeñas, pero de hecho encuentra ahí los datos que necesita tan frecuentemente que mejora perceptiblemente el desempeño de una PC. Las instrucciones de programa son un buen ejemplo de los datos que la CPU encuentra a menudo en la caché. Con frecuencia, los programas hacen que las computadoras realicen la misma operación repetidamente hasta que se cumpla alguna condición. En el lenguaje de cómputo, este procedimiento repetitivo es llamado ciclo iteractivo (Loop).
Almacenamiento óptico es la principal alternativa para el almacenamiento magnético. Las técnicas de almacenamiento óptico hacen posible el uso de la localización precisa mediante rayos laser. Los dispositivos de almacenamiento óptico enfocan el rayo laser sobre el medio de grabación: un disco girando.
CD-ROM
El
disco compacto de memoria solo de lectura (CD-ROM) utiliza la misma tecnología usada en los discos compactos de música. El hecho de que no se pueda escribir información en un CD-ROM no significa que no sea un medio útil de almacenamiento. Uno solo puede normalmente almacenar hasta 600 MB de información. Otra aplicacion interesante de la tecnologia del CD_ROM es el
CD interactivo (CD-I. El CD-I almacena audio, video en movimiento y graficos, animacion, texto e informacion digitales en un CD.
Escritura única, lectura múltiple (write once, read many worm)
Las primeras empresas en el desarrollo de tecnología óptica regrabable resultaron en la unidad de escritura única, lectura múltiple
(write once, read many WORM). Al igual que el CD, una vez que se ha grabado la información sobre la superficie del disco WORM, no se puede cambiar. El WORM es el método ideal para hacer registros de información permanente.
Medios magnéticos ópticos
Un disco magnético-óptico (MO) tiene la capacidad de un disco óptico, pero puede ser regrabable con la facilidad de un disco magnético. El disco esta cubierto por cristales metálicos magneticamente sensibles colocados bajo una delgada capa de plástico. Para escribir la información en el disco, un intenso rayo laser es dirigido hacia la superficie del medio, que por breves instante hablanda la capa de plástico lo suficiente para permitir al imán cambiar la orientación de los cristales. Para leer la información de disco, la unidad MO enfoca un rayo laser de menor intensidad en la pista de cristales.
Como funcionan los medios magnéticos
Los tres dispositivos de almacenamiento más comúnes (unidades de disco flexible,de disco duro y de cinta), utilizan técnicas similares para leer y escribir información, debido a que todas ellas emplean el mismo medio. Las superficies de los discos flexibles están cubiertas con un material magneticamente sensible. Para que la información pueda ser almacenada, las superficies de los discos y cintas magnéticas estan cubiertas con millones de diminutas particulas de hierro. Cada una de estas particulas puede actuar como un imán, adquiriendo un campo magnético cuando se somete a un electroimán.
Discos flexibles
El disco flexible es una pieza plástica redonda y plana cubierta con oxido de hierro y encerrada en una cubierta de plástico o vinil. Una unidad de disco flexible es un dispositivo que lee y escribe información de y hacia discos flexibles. Los usos más comunes para el disco flexible son las siguientes:
- Transferir archivos entre computadoras que no estan conectadas a traves de dispositivos de comunicación.
- Cargar nuevos programas a un sistema.
- Respaldo de datos o de programas, la copia principal de lo que se almacena en el disco duro.
Discos duros
Actualmente, el disco es el principal dispositivo de almacenamiento para todas las computadoras. Debido a que almacena mucha información, algunas veces se le llama dispositivo de almacenamiento masivo, al igual que a la cinta, discos ópticos y otros medios que pueden almacenar una gran cantidad de información.
Unidades de cinta
La unidad de cinta escribe información digital en vez de información analógica, es decir, unos y ceros separados en lugar de señales finamente graduadas creadas por sonidos. El mejor uso para el almacenamiento en cinta es para la información que no se usa con frecuencia. Debido a que la cinta es una tira larga de material magnético, la unidad de cinta tiene que escribir la información en ella secuencialmente, es decir un byte despúes de otro.
