1. Representación binaria:
- Toda la información en una computadora, incluidos programas y datos, se almacena y procesa en formato binario.
- El lenguaje binario consta de dos dígitos:0 y 1, que se utilizan para representar todo tipo de datos.
- Los dígitos binarios, o bits, se organizan en grupos de ocho llamados bytes. Cada byte puede representar 256 valores diferentes.
2. Arquitectura de CPU:
- La CPU es el cerebro de la computadora responsable de ejecutar instrucciones y procesar datos.
- La CPU contiene circuitos electrónicos diseñados para comprender e interpretar el lenguaje binario. Estos circuitos están diseñados para realizar operaciones lógicas basadas en dígitos binarios.
3. Conjunto de instrucciones:
- La CPU sigue un conjunto de instrucciones conocido como conjunto de instrucciones.
- Cada instrucción del conjunto de instrucciones está representada por un código binario específico. Por ejemplo, la instrucción para sumar dos números puede representarse mediante el código binario "01100000".
4. Ciclo de recuperación-decodificación-ejecución:
- La CPU ejecuta continuamente un bucle conocido como ciclo de búsqueda-decodificación-ejecución. Este ciclo implica los siguientes pasos:
- Recuperar:La CPU recupera la siguiente instrucción de la memoria.
- Decodificar:La CPU decodifica el código binario de la instrucción para determinar qué acción debe realizar.
- Ejecutar:La CPU realiza la acción especificada, como sumar dos números o mover datos de una ubicación a otra.
5. Acceso a la memoria:
- La CPU accede a los datos de la memoria mediante direcciones binarias. Cada ubicación de memoria tiene una dirección binaria única.
- La CPU envía la dirección binaria de los datos deseados a la unidad de memoria, que recupera los datos y los envía de vuelta a la CPU.
6. Operaciones Lógicas y Aritméticas:
- La CPU realiza diversas operaciones lógicas y aritméticas utilizando puertas lógicas binarias y circuitos aritméticos.
- Estos circuitos están diseñados para manipular dígitos binarios según las reglas del álgebra booleana y operaciones matemáticas básicas.
7. Software y programación:
- Los programas informáticos, incluidos los sistemas operativos y los programas de aplicación, están escritos en lenguajes de programación de alto nivel.
- Estos lenguajes de alto nivel luego se traducen a código binario mediante compiladores o intérpretes.
- El código binario puede ser ejecutado directamente por la CPU, lo que permite que la computadora realice las tareas previstas.
En resumen, la computadora entiende el lenguaje binario a través del diseño de sus componentes de hardware, particularmente la CPU y la memoria, que están diseñadas para interpretar y procesar dígitos e instrucciones binarios. El ciclo de búsqueda, decodificación y ejecución, el acceso a la memoria y los circuitos lógicos contribuyen a la capacidad de la computadora para comprender el lenguaje binario y realizar las tareas especificadas por los programas de software.