FUNCIONAMIENTO DEL ORDENADOR

 ¿Qué ocurre cuando encendemos el ordenador?

 
Placa base (mother board), donde aparecen los pasos que sigue la inicialización del ordenador para su puesta en funcionamiento a partir del momento que oprimimos el botón de encendido.

Cuando encendemos el ordenador, la corriente eléctrica (1) llega al transformador de fuerza o potencia (2). A través del conector (3) el transformador distribuye las diferentes tensiones o voltajes de trabajo a la placa base, incluyendo el microprocesador o CPU (4). Inmediatamente que el microprocesador recibe corriente, envía una orden al chip de la memoria ROM del BIOS (5) (Basic Input/Output System – Sistema básico de entrada/salida), donde se encuentran grabadas las rutinas del POST ( Power-On Self-Test – Autocomprobación diagnóstica de encendido) o programa de arranque. Si no existiera el BIOS con ese conjunto de instrucciones grabadas en su memoria, el sistema informático del ordenador no podría cargar en memoria el Sistema Operativo, programa sin el cual no funcionarían el resto de los programas instalados en el ordenador.

Una vez que el BIOS recibe la orden del microprocesador, éste toma el mando del ordenador y el programa del POST comienza a ejecutar una secuencia de pruebas diagnósticos para comprobar sí la tarjeta de vídeo (6), la memoria RAM (7), las unidades de discos [disquetera, disco duro (8) y reproductor y/o grabador de CD o DVD], el teclado, el ratón y otros dispositivos de hardware conectados al ordenador, se encuentran en condiciones de funcionar correctamente.

Cuando el BIOS no puede detectar un determinado dispositivo instalado en el ordenador o detecta fallos en alguno de ellos, se oirán una serie sonidos en forma de “beeps” o pitidos y aparecerán en la pantalla del monitor mensajes de error, indicando que hay problemas. En caso de que el BIOS no detecte nada anormal durante el proceso de revisión, iniciará a continuación el proceso de “boot” o “bootstrap”, es decir, de inicialización o arranque del ordenador.

Durante el chequeo previo a la inicialización, el BIOS  va mostrando en la pantalla del monitor diferentes informaciones con textos en letras blancas y fondo negro. A partir del momento que comienza el chequeo de la memoria RAM,  un contador numérico muestra la cantidad de bytes que va comprobando y, si no hay ningún fallo, la cifra que aparece al final de la operación indica la cantidad total en megabytes instalada y disponible de memoria RAM que tiene el ordenador para ser utilizada.

Durante el resto del proceso de revisión, el POST muestra también en el monitor un listado con la relación de los dispositivos de almacenamiento masivo de datos que tiene el ordenador instalados y que han sido comprobados como, por ejemplo, el disco o discos duros y el lector/grabador de CD o DVD si lo hubiera.

Cualquier error que encuentre el BIOS durante el proceso de chequeo se clasifica como “no grave” o como “grave”. Si el error no es grave el BIOS sólo muestra algún mensaje de texto o sonidos de “beep” sin que el proceso de arranque y carga del Sistema Operativo se vea afectado. Pero si el error fuera grave, el proceso se detiene y el ordenador se quedará bloqueado o colgado. En ese caso lo más probable es que exista algún dispositivo de hardware que no funciona bien, por lo que será necesario repararlo o sustituirlo.

En algunos ordenadores que con el paso del tiempo se han ido quedando tecnológicamente retrasados, el primer sitio a donde, por defecto, se dirige el BIOS a buscar el Sistema Operativo es la disquetera, en lugar de dirigirse directamente al disco duro, como lo hacen en la actualidad los ordenadores más actuales.

Eso se debe a que cuando surgieron los primeros ordenadores personales todavía no existía el disco duro tanto el sistema operativo como los programas de usuarios se cargaban en la memoria RAM a partir de un disquete que se colocaba en la disquetera. Después, cuando apareció el disco duro, no existían tampoco los CDs, por lo que los programas se continuaron pasando a través de la disquetera para grabarlos en el disco duro, utilizando en la mayoría de los casos varios disquetes. Por ese motivo, hasta hace poco tiempo, el programa POST de la BIOS continuaba dirigiéndose primero a buscar el Sistema Operativo en la disquetera y si no lo encontraba allí pasaba a buscarlo en el disco duro.

Si por olvido al apagar esos ordenadores se nos quedaba algún disquete introducido en la disquetera, al encenderlo de nuevo el proceso de inicialización se detenía a los pocos segundos, porque el BIOS se topaba con el disquete primero y al no encontrar en éste el Sistema Operativo no continuaba su búsqueda en el disco duro, porque asumía que no existía ese programa. Cuando eso ocurría solamente habría que extraer el disquete de la disquetera, oprimir cualquier tecla en el teclado y de inmediato el BIOS se dirigirá al disco duro a buscar dicho programa.

ARRANQUE O INICIALIZACIÓN DEL ORDENADOR

Una vez que el BIOS termina de chequear las condiciones de funcionamiento de los diferentes dispositivos del ordenador, si no encuentra nada anormal continúa el proceso de “booting” (secuencia de instrucciones de inicialización o de arranque del ordenador), cuya información se encuentra grabada en una pequeña memoria RAM denominada CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor – Semiconductor de óxido-metal  complementario). Para impedir que se borren los datos que tiene grabados esta memoria es necesario mantenerla constantemente energizada. Para ello la mayoría de los ordenadores utilizan actualmente una batería plana de litio CR 2032 tipo botón, de 3 volt de tensión, instalada en la propia placa base.

Para comenzar el proceso de inicialización, el BIOS localiza primeramente la información de configuración contenida en la memoria CMOS, que contiene, entre otros datos, la fecha y la hora actualizada, configuración de los puertos, parámetros del disco duro y la secuencia de inicialización o arranque. Esta última es una de las rutinas más importantes que contiene el programa de la memoria CMOS, porque le indica a la BIOS el orden en que debe comenzar a examinar los discos o soportes que guardan la información para encontrar en cuál de ellos se encuentra alojado el sistema operativo o programa principal, sin el cual el ordenador no podría ejecutar ninguna función. (Entre los sistemas operativos más comúnmente utilizados hoy en día en los ordenadores personales se encuentran el Windows, de Microsoft y el Linux de código abierto).

En los ordenadores más actuales, la BIOS está programa para que en lugar de ir a buscar el sistema operativo a la disquetera vaya directamente a buscarlo a la unidad “C:\”, específicamente al “boot sector” o sector de arranque del disco duro. En ese lugar del disco se encuentra grabado el “boot record” o programa de arranque, que contiene las instrucciones necesarias que permiten realizar el proceso de carga del Sistema Operativo en la memoria RAM.

Una vez que el BIOS extrae del disco duro una parte del Sistema Operativo y lo pasa a la memoria RAM, ese programa es el encargado de controlar todo el trabajo que ejecuta el ordenador. Para ello el BIOS carga en la memoria RAM los archivos principales de inicialización del Sistema Operativo, como son el io.sys, config.sys, command.com, autoexec.bat y win.ini (en el caso del sistema operativo Windows).

A partir de ese momento el ordenador ya puede funcionar obedeciendo las instrucciones que dicho Sistema Operativo envía al microprocesador, así como de las instrucciones que contienen los programas de las aplicaciones o software que utilizan los usuarios como, por ejemplo: procesador o editor de texto, hoja de cálculo, base de datos, etc. 
Desde ese momento, el Sistema Operativo será el encargado de manejar el microprocesador, la memoria RAM, los programas o software que se ejecutan, los diferentes dispositivos conectados al ordenador, el almacenamiento de datos y la interacción entre el usuario y el ordenador.

TRABAJO CON PROGRAMAS DE APLICACIONES

Una vez que el Sistema Operativo se encuentra funcionando, podemos proceder a abrir el programa utilitario o aplicación con la que deseamos trabajar. El funcionamiento de un programa o software utilitario de aplicación, al igual que el Sistema Operativo, se basa en seguir un conjunto de instrucciones programadas que nos permiten realizar un trabajo. Existen infinidad de aplicaciones de uso común, que van desde el procesador o editor de textos hasta otras con las que podemos realizar diseños gráficos, editar videos o sonido, ejecutar videojuegos, etc.

Las instrucciones de todos los programas están escritas en líneas de texto o lenguaje de alto nivel, comprensible para el programador que crea el software o programa, pero no para el ordenador. Para que el ordenador entienda esas instrucciones es necesario traducirlas primero, con la ayuda de otro programa, a un lenguaje de bajo nivel o código máquina, que convierte las líneas de texto en código binario, es decir, en dígitos “0” y “1”, o bits de código binario, que es el único lenguaje que entiende el microprocesador y los dispositivos que integran el ordenador. El conjunto de ocho "1" y "0", o lo que es igual, de ocho bits, recibe el nombre de “Byte”.

Cuando utilizamos, por ejemplo, un programa procesador o editor de texto como el Word u otro similar, las palabras que escribimos en el teclado y las órdenes que introducimos por medio del ratón las recibe el Sistema Operativo en código binario. Éste, en primera instancia, identifica de donde procede la información que le llega (en este caso el editor de textos), la acepta como datos que le envía ese programa y por medio del microprocesador o CPU los reenvía a la memoria RAM, igualmente en código binario.

A partir de ese momento la información quedará almacenada en la RAM de forma temporal, incluyendo también la información del formato que tiene el documento de texto, como por ejemplo: tipo y puntaje o tamaño de la fuente de letras, colores, ancho de los márgenes de la página, etc.). La información de los datos relacionados con el formato del documento lo contienen, por defecto, los propios programas. Esas son instrucciones prefijadas por el programador, pero que en algunos programas las podemos cambiar o ajustar a nuestra conveniencia, siempre y cuando el programa haya sido diseñado para permitir que se introduzcan esos cambios. Toda la información que supervisa el Sistema Operativo la envía al microprocesador y éste a su vez a la tarjeta gráfica para representarla visualmente en la pantalla del monitor.

Una vez que el usuario termina de trabajar en un fichero lo más normal es que lo quiera almacenar y conservar en el disco duro, en un disquete o en cualquier otro soporte magnético u óptico. Para ello, cuando se selecciona la opción “Guardar” que tienen todos los programas, el Sistema Operativo recibe la solicitud y hace que se despliegue una ventana para que el usuario seleccione el camino o lugar donde se encuentra la carpeta en la cual se quiere guardar dicho fichero o archivo (aunque también se puede crear una nueva carpeta para guardarlo). A continuación se escribe el nombre con el que se identificará al fichero y se concluye la operación de guardar. Inmediatamente el Sistema Operativo envía una orden a la memoria RAM y el documento que se encontraba ahí guardado, de forma transitoria, pasa a almacenarse en el soporte magnético u óptico seleccionado. En ese soporte el fichero permanecerá guardado, aunque se apague el ordenador, hasta tanto decidamos abrirlo de nuevo para leerlo, modificarlo o borrarlo.

Mientras el fichero con el que estamos trabajando no se guarde en el disco duro o en cualquier otro soporte de almacenamiento de datos, se corre  el peligro de perder la información si ocurriera un fallo, cuelgue o bloqueo en el programa con el cual estamos trabajando o en propio programa del Sistema Operativo. Cuando eso ocurre y no es raro que ocurra, nos veremos impedidos de ejecutar la acción de “guardar”, con lo cual no sólo habremos perdido el fichero, sino también todo el tiempo de trabajo invertido.

La pérdida de la información en el fichero se debe a que todo el contenido de la memoria RAM se borra cuando nos vemos obligados a reiniciar de nuevo el ordenador (reset) para desbloquearlo, o también cuando lo apagamos sin haber procedido a guardarlo, aunque en ese caso siempre aparece una ventana alertando de que el fichero no está guardado.

Como la RAM es una memoria volátil o transitoria, que sólo almacena los datos mientras se encuentra energizada, lo más recomendable es ir guardando periódicamente el fichero mientras lo estamos trabajando. De esa forma si ocurriera un cuelgue o bloqueo en el ordenador solamente se pierde la información correspondiente a los últimos minutos invertidos después de haberlo guardado por última vez.

Cuando el usuario termina de trabajar con el ordenador y quiere apagarlo, no lo puede hacer directamente, sino que tiene que seguir los pasos estipulados para esa acción, porque de no hacerlo así se pudiera ver afectado el Sistema Operativo. Lo normal es cerrar primero todos los programas que se encuentran abiertos después de haber guardado el fichero o ficheros que hemos estado creando y por último proceder a cerrar el Sistema Operativo siguiendo los pasos estipulados para ese fin.

Hay sistemas operativos como Windows, que apagan automáticamente el ordenador después que el usuario selecciona la opción de cerrar el programa. Si esa propiedad no está activada o no está disponible (cosa que depende también de la antigüedad del ordenador), entonces habrá que proceder a cerrar igualmente el Sistema Operativo de la misma forma más arriba explicada y una vez que se muestre un texto en la pantalla del monitor indicando que ya “se puede apagar el ordenador de forma segura”, se procede a oprimir manualmente durante unos segundos el mismo botón o interruptor que utilizamos para el encendido, hasta que se apague.