El principio fundamental:bits y transistores
* bits: Los datos digitales se representan fundamentalmente como una serie de 0s y 1, conocidos como bits.
* Transistores: Estos son pequeños interruptores eléctricos que forman el corazón de la memoria de la computadora. Se construyen a partir de semiconductores (como el silicio), materiales que tienen una conductividad eléctrica entre la de un conductor (como el cobre) y un aislante (como el vidrio).
Cómo los transistores almacenan bits:
* Estado de encendido/apagado: Un transistor puede estar en dos estados:"encendido" (conducir electricidad) o "apagado" (sin realizar electricidad). Estos estados corresponden a los valores binarios de 1 y 0.
* Representación de bits: Cada transistor almacena un solo bit de información. Un "1" está representado por el transistor que está "On", y un "0" está representado por "apagado".
Tipos de dispositivos de almacenamiento:
* RAM (memoria de acceso aleatorio): Utiliza transistores para almacenar datos temporalmente mientras la computadora se está ejecutando. Estos transistores están diseñados para cambiar rápidamente sus estados.
* Unidades de disco duro (HDDS): Use discos magnéticos giratorios recubiertos con un material magnético. La dirección del campo magnético en una pequeña región del disco representa un 0 o un 1.
* Unidades de estado sólido (SSD): Use matrices de memoria flash, que son esencialmente transistores electrónicos que pueden almacenar datos incluso cuando la alimentación está apagada. Los transistores conservan una carga que representa un 0 o 1.
* Almacenamiento óptico (CDS, DVDS, Blu-ray): La información se almacena en forma de pozos (pequeñas hendiduras) y tierras (áreas planas) en un disco. Un láser lee los datos detectando si la luz se refleja desde un pozo o una tierra.
La física detrás de todo:
* Electromagnetismo: El funcionamiento de transistores y discos duros depende en gran medida del electromagnetismo. Las corrientes eléctricas generan campos magnéticos, y los campos magnéticos pueden inducir corrientes.
* Mecánica cuántica: El comportamiento de los electrones en los semiconductores se rige por la mecánica cuántica, lo que explica por qué los transistores se pueden encender y apagar.
* óptica: El almacenamiento óptico se basa en la reflexión y la dispersión de la luz.
* termodinámica: El almacenamiento y la recuperación de los datos generan calor, una consecuencia de las leyes de la termodinámica.
En resumen:
Las computadoras almacenan datos digitales utilizando transistores para representar 0s y 1s. Esto se logra controlando el flujo de electricidad a través de los transistores. Los diferentes tipos de dispositivos de almacenamiento utilizan diversos mecanismos físicos para almacenar estos valores binarios, todos enraizados en los principios de la física.