El Alma del PC

En nuestra era de la, aún incipiente, inteligencia artificial, estamos abrumados de aparatos electrónicos que nos almacenan cantidades ingentes de información y además son capaces de realizar de forma ultra rápida cálculos aritmeticológicos de alta complejidad. Estamos hablando de nuestros computadores, o como muchos decimos, nuestro ordenador, o nuestro PC (Personal Computer).

Pero ¿cuál es el alma del PC? Muchos dicen, y razón no le falta, que es el Procesador. Pero, ¿qué sería el procesador sin ninguna memoria a donde acceder? Pues realmente no sería nada de nuestra utilidad. Si un procesador no puede acceder a ninguna memoria entonces no puede leer nada y si no puede leer nada entonces no hace nada. Recordemos que un procesador lee una instrucción escrita en la memoria principal del computador, luego la ejecuta, luego la lee la siguiente instrucción escrita en dicha memoria principal, luego la ejecuta, y así sucesívamente. Este es básicamente el funcionamiento de un ordenador. Por tanto, un procesador sin ninguna comunicación externa es como un hermitaño incomunicado del cual no sabemos ni que existe.

Por tanto, a la hora de fabricar la placa base de cualquier computador, un elemento fundamental son las carreteras que intercomunican los componentes del ordenador. Y esas carreteras, las cuales bien pudieran llamarse Roads, no se llaman Roads sino Buses. Así que para mí, el alma de un computador no es el procesador sino el bus, porque sin bus no hay comunicación, y si no hay comunicación, no hay información. Porque, de qué sirve lo que sepa el hermitaño si no sabemos nada de él?

Llegados a este punto, hablemos un poco de los estándares actuales de bus:

• Estándar  USB   (Universal Serie Bus). Sin este bus universal, no podemos ni siquiera interactuar con nuestro ordenador porque casi todos nuestros periféricos (ratón, pendrive,.....) se conectan al bus USB de nuestro PC. De ahí que tenga la sigla U de Universal.

• Estándar SATA (Serial Advanced Technology Attachment) (algo así como Conexión de Tecnología Avanzada en Serie). Como vemos, también es un bus en serie, esto es, primero va un bit, luego va otro bit, y así sucesivamente. Esto es, en los buses serie, la información va de forma secuencial, esto es, primero el primer dato, después el segundo dato, y así sucesivamente. Lo fundamental del estadar SATA de bus es que este tipo de estándar comunica el procesador del PC con algunos dispositivos de almacenamiento masivo como por ejemplo el disco duro e incluso discos ópticos. Por tanta se trata de un bus de datos, esto es, por ellos circulan datos y no señales de control. De todas formas, como la informática es como es, no estaría de más dejar la puerta abierta a la posible existencia de canales de control en el bus SATA para facilitar la intercomunicación de datos. Como curiosidad adicional, éste estándar sustituyó al mas antiguo estándar PATA el cual era el mismo pero en versión paralela. Esto es, mientras PATA era un estándar de bus paralelo (varios bits a la vez), SATA es un estándar de bus serie (un bit detrás de otro).

• Luego tenemos buses más internos los cuales comunican componentes críticos del PC como bien puede ser el Procesador con la Memoria Principal. Estos buses más internos sí pueden ser de tipo paralelo (varios bits a la vez, uno por cable, estando estos cables dispuestos uno encima del otro, creando la sensación de una carretera de varios carriles) .Con lo cual, en estos buses en paralelo, sí que pueden ir varios bits a la vez, esto es es, aquí sí que se pueden trasmitir varios datos a la vez, creando la sensación de un paralelismo en la comunicación en contraposición a la secuencialidad de los buses serie. Y estos buses internos sí pueden ser de tipo paralelo porque, al interconectar componentes críticos del PC, estos componentes críticos están muy cerca unos de otros, y por tanto estos buses no tendría el problema de ser largos. Y los buses cortos tienen lo bueno que son más robustos a los siempre impredecibles fallos de interferencias o de sincronización, y al ser más robustos se les puede exigir la rapidez del paralelismo. Llegados a este punto, recordemos que el Procesador sólo lee de la Memoria Principal. Así que si tenemos alguna instrucción grabada en el disco duro, para que ésta sea ejecutada por el procesador, antes tenemos que transportarla a la Memoria Principal. Así que entre el Procesador y la Memoria Principal, esperémonos un corto y rápido bus paralelo integrado en la propia placa base.

• Y no se nos puede olvidar el estándar de bus PCI  (Peripheral Component Interconnect). Este estándar de bus permite conectar dispositivos periféricos a la placa base de la computadora. Es una tecnología de bus de expansión, esto es, permite conectar tarjetas de red y otros dispositivos periféricos a la placa base, expandiendo pues la placa base.

Y ya que hemos hablado de los estándares de bus, abordemos ahora la pregunta de cómo se integra o construye esa carretera o bus en la placa base. La respuesta es muy sencilla: el bus integrado en la placa base se construye mediante cables muy finos de cobre, esto es, se graban sobre un material aislante los hilos de cobre que actuarán como el bus. Así que, en resumidas cuentas, el bus son hilos de cobre grabados sobre la superficie de la placa base. Estos hilos son los "canales" que permiten el viaje de las señales eléctricas de los datos. Así que recordemos: los buses son los hilos de cobre del circuito eléctrico grabado en la placa base.

Luego tenemos los chipset que son circuitos integrados que gestionan el funcionamiento de los buses, algo así como los guardias que dirigen el tráfico. La carreteras dentro del ordenador es el bus, y el guardia de tráfico es el chipset.

Para finalizar y profundizar la estructura interna de un computador, también llamada Arquitectura de Von Neumann, os invito a hacer clic en el siguiente enlace en el cual viene muy bien explicado y de forma relativamente sencilla el cómo funciona internamente un computador. E aquí el enlace:

Arquitectura interna de un computador.pdf

Y como punto adicional, vamos a dar otra justificación de porqué los buses también son unos coherentes candidatos a ser el alma del PC. Esta otra justificación es la siguiente:

"Si quieres conectar un periférico at computador (como por ejemplo una impresora o un joystick), ése periférico tuyo se las tiene que ver con el bus del computador y no directamente con los componentes del mencionado computador. E incluso yendo más lejos, todo componente de cualquier ordenador con quien se las tiene que ver es con el bus que lo interconecta con todos los demás componentes. Es por ello que por los buses no sólo viajan datos sino que también viajan señales de control para que toda la comunidad pueda comunicarse y entenderse."

y ya que hemos hablado de bus de datos (por sus cables o carreteras viajan datos) y bus de control (por sus cables o carreteras viajan órdenes a obedecer por los dispositivos inter conectados) , también hay un bus de direcciones (en el cual por sus cables viajan, dicho de forma sencilla, la dirección postal del dispositivo protagonista en ése momento o la dirección postal de la celda de memoria protagonista en ése preciso momento. Llegados a este punto, no está de mas tener en cuenta que la memoria principal no son mas que una secuencia numerada de celdas, esto es, un montón de celdas en donde cada una de ellas tiene su propio número o dirección postal. Por tanto, dicho con pocas palabras, cada periférico y cada celda de memoria tiene su propia dirección y esto ayuda a darse por enterado cuando tenga que hacer algo mandado por el procesador ya que por el bus de direcciones estará su dirección postal). Así que periférico o celda de memoria cuya dirección postal coincida con la información existente en ese momento en el bus de direcciones, es el que se activa porque tiene que hacer algo.

Resumiendo todo lo referente a buses:

• Son carreteras por las que circulan datos, señales de control, y direcciones postales para que cada componente sepa exactamente lo que tiene hacer y por cuál de sus zonas buscar la información que se le requiere.

• Todo componente de cualquier computador, con quien se tiene que entender es con el bus. De ahí que existan los estándares de bus SATA , PCI y USB entre otros, aparte de obviamente el bus más interno del sistema el cual intercomunica sus componentes mas críticos y fundamentales (como son el Procesador y la Memoria Principal). Esto es, el bus es el pegamento de todo el computador.

Por todo ello, para mí y en mi humilde opinión, el alma del PC es el bus.

Y para acabar la entrada, siempre es mi costumbre regalar una bonita canción, porque soy de la humilde opinión que a veces la música ayuda al aprendizaje. Así que me es un privilegio regalarles esta bonita canción que nos recuerda el alma del PC que no es otro que sus buses o carreteras. El título de la canción es muy sugerente ya que es un dato que va por ese bus, a la velocidad de la electricidad, a cada uno de nosotros/as. Así que, esto es para tí: 

            So This is for you (Marvel83)

Un cordial saludo y hasta la próxima. 

Un emotivo adiós a Rainer Weiss.

Hoy he recibido la triste noticia del reciente fallecimiento del premio nobel compartido de física 2017, el gran sabio y mejor persona D. Rainer Weiss.

Y para mí ha sido una muy triste despedida porque ha sido el único premio nobel que gastó parte de su tiempo libre en hablarme personalmente de nuestra pasión, la física,  demostrando no sólo su gran sabiduría sino también su infinita humildad, porque en verdad lo uno está relacionado con lo otro. Ya lo dan entre ver muchos textos filosóficos e incluso religiosos de que, el sabio es humilde. Y coincido plenamente con dicha relación sabiduría-humildad.

Hablemos un poco de su vida. Rainer Weiss nación en Berlín en el año 1932. Sus padres:

• Gertrude Loesner , actriz de creencias cristinas.

• Frederic A. Weiss, médico, neurólogo, y psicoanalista alemán de origen judío.

tuvieron que emigrar a EEUU y allí, por avatares del destino y sin quererlo de primeras, Rainer tomó contacto con la ciencia y terminó siendo catedrático de física experimental y premio nobel compartido en 2017.

Su mayor logro fue construir, junto con sus compañeros de investigación Kip Thorne y Barry C.Barish, dos interferómetros gemelos de extrema sensibilidad para poder detectar por primera vez en la historia las escurridizas ondas gravitacionales propuestas por Einstein en su teoría general de la relatividad. Digamos que la teoría general de Einstein aún pendía de un hilo porque nadie había detectado esas ondas gravitacionales. Pero finalmente, el trío Weiss-Thorne-Barish lograron detectarlas gracias a su par de interferómetros LIGO (laser Interferometer Gravitational Wave Observatory, que en español es Interferómetro Láser de Ondas Gravitacionales). Y fueron dos observatorios lo suficientemente separados para descartar microsismos en uno sólo de los interferómetros. Esto es, si ambos interferómetros, por así decirlo, vibran a la vez, entonces es porque ha pasado por toda la Tierra una onda gravitacional originada en algún mega cataclismo galáctico lejano. Pero si un interferómetro, por así decirlo, vibra y el otro no, entonces ha sido un sismo en la zona del interferómetro excitado y no una onda gravitacional.

Realmente este interferómetro LIGO ha sido sin lugar a dudas uno de las construcciones humanas que más han contribuido a la ciencia, siendo Rainer una pieza fundamental en su diseño y construcción como buen físico experimental que era. Digamos que mientras que Kip Thorne era físico teórico, Rainer y Barry eran físicos experimentales, recayendo probablemente en éstos dos últimos gran parte de la sensibilidad del interferómetro a construir, lo cual era todo un mega proyecto dada la extrema debilidad con la que llegan a la Tierra estas ondas gravitacionales procedentes de los, afortunadamente lejanos, mega cataclismos masivos del universo.

Y he aquí que hace relativamente pocos años, D. Rainer Weiss vino a mi ciudad a hablar sobre el interferómetro LIGO de él y sus dos compañeros.

Me acuerdo que él animaba, en el turno de preguntas del final de la conferencia, a que preguntasen niños y niñas, y me acuerdo que él respondería con esa claridad y benevolencia que sólo los más sabios atesoran, porque no cualquiera está dispuesto a hablarle de algo considerado como complicado (como es la física) a un niño o niña. Probablemente él sentía debilidad por los niños y niñas ya que era consciente de lo mucho que aun queda por alcanzar una teoría del todo, y por ello invertía en el futuro de la ciencia a través de esos pequeños curiosos.

Hasta aquí todo normal, porque es normal que un sabio tenga la curiosidad y humildad de un niño, y le gusta entonces hablar con ellos. Pero lo que más me impresionó, fue cuando acabó la conferencia.

Cuando acabó la conferencia, y la gran mayoría del público empezó a abandonar la sala mientras él bajaba del estrado e iniciaba el camino a la salida del teatro, aún dentro de la sala un niño le paró para preguntarle algo. Él, D. Rainer Weiss, se agachó (y mira si era alto!, tan alto como su sabiduría), pues Rainer Weiss se agachó para aclararle la pregunta al tímido niño ya fuera de la conferencia y fuera del turno de preguntas. Esto es, él estaba caminando hacia la salida de la sala pero a mitad de camino se agachó para atender la pregunta de un niño ya fuera de conferencia. No tenía por qué hacerlo, pero lo hizo!!.

Así que yo, como niño que también soy porque en el fondo tal vez siempre conservamos parte de nuestra curiosidad infantil, me pregunté: si él, fuera de su tiempo contratado, es capaz de atender con amabilidad y paciencia la pregunta de un niño tímido que no se atrevió a hacerla durante la conferencia, entonces, seguramente me atenderá la pregunta que yo tampoco hice.

Así que esperé a que D. Rainer Weiss terminara de hablar con el niño y sus padres, para que dos pasos mas adelante pasara por mi lado y yo poder preguntarle mi pregunta que tampoco hice durante la conferencia.

Así que cuando D.Rainer Weiss terminó con el niño, siguió andando por el pasillo de la sala hacia la salida, y pasó por mi lado (yo estaba de pie al lado de mi asiento el cual estaba junto al pasillo). Justo cuando pasó por mi lado, yo con la confianza de que me iba a dedicar con dulzura y paciencia parte de su tiempo libre (porque tanto él como yo somos dos adultos entrados en años que amamos la física), le pregunté con mi malísimo inglés:

        Sr Rainer, What is the gravity, a force or a space-time deformation?

Que traducido al español es:

        Señor Rainer, Qué es la gravedad, una fuerza o una deformación espacio-temporal?

Me acuerdo que él al principio no entendía lo que le estaba preguntando debido a mi deficiente nivel de  inglés, y además me preguntó que quién era la persona que estaba a nuestro lado y que nos estaba grabando tanto a él como a mí en ése preciso momento. Yo le dije, en mi inglés super deficiente, que no se preocupara porque quien estaba grabando era mi sobrino el cual es un mega catedrático y una Leyenda viviente de la fotografía!! y además de mi extrema confianza, y a continuación le volví a reformular la pregunta intentando esta vez hablar más lento y pronunciando mejor.

Entonces ocurrió el milagro. D Rainer Weiss, en seguida se tranquilizó porque entendió que quien grababa era mi sobrino, y además ya sí que entendió mi pregunta. ¿Qué es la gravedad Señor Rainer Weiss, premio nobel de física precisamente por ser el descubridor real de estas ondas gravitacionales por las que le pregunto?, ¿Qué es la gravedad Señor Rainer Weiss, una fuerza o una deformación espacio-temporal? Y mi sobrino con cámara en mano, y luego mi primo, gran sabio con el video, una situación que ni en mil vidas probablemente me vuelva a pasar.

Entonces D. Rainer Weiss, subió sus ojos al techo, pensó por un momento, y me dijo en un inglés perfecto:

"Según Einstein, la gravedad es una deformación espacio-temporal, pero según la cuántica............"  y desde ahí en adelante ya no pude entender nada porque mi deficiente inglés no dio para más. 

Pero es que, lo mas mágico, fue que Rainer ya no dejó de hablarme (en un  inglés perfecto para todos los nativos pero ininteligible para el pobre de mí) y siguió divagando y divagando como dos colegas de profesión aunque yo no fuese tan sabio en física como él. Y Rainer siguió divagando y pensando en voz alta, hasta tal punto que tuvieron que venir los organizadores del evento para decirnos a mi, a mi querido sobrino, y a él!!!!! que por favor que si pudiéramos abandonar la sala de conferencias porque los porteros tenían que cerrar. Pero es que, como milagro dentro de otro milagro, ya en la calle, D. Rainer Weiss siguió hablándome sobre lo que él pensaba acerca del carácter cuántico de la gravedad, consideraciones ininteligibles para mí, no por la complejidad (porque un sabio siempre es capaz de convertir lo complejo en sencillo), sino por la barrera del idioma. Realmente toqué la fibra sensible de D. Rainer Weiss, tocamos el tema de la gravedad, un tema el cual creo personalmente que nadie entiende al cien por cien.

Así que, me quedo con las únicas de las sabias palabras que pude traducir in situ de la animada charla de colega a colega que mantuve con D. Rainer Weiss: "Según Einstein, la gravedad es una deformación espacio-temporal". ....... Que qué es la gravedad a nivel cuántico, pues ahí valen muchas divagaciones de las cuales mi pobre nivel de inglés me imposibilitó en esa conversación privilegiada, aunque a fin de cuentas bien pudiera decir que esas divagaciones auto formuladas por Rainer, también eran toques de atención para él mismo, porque en realidad él decía lo que creía. Y por supuesto que estoy convencido que D. Rainer Weiss se lo pasó pipa (super bien) hablando conmigo, como dos niños que comparten una pasión en común aunque uno sepa mucho más que otro. Por que en realidad, cuanto mas sabio eres, te vuelves mas humilde porque eres más consciente de tus propias limitaciones humanas.

Así que pude ser en el tiempo que nos echaban del teatro, y salvando las distancias, un humilde colega del que fue Doctor de física en la Tierra, y Leyenda eterna en el Universo, D. Rainer Weiss.

D. Rainer Weiss, premio nobel de física del año 2017 y muchos más galardones, siendo el más importante el de mejor persona, todo un privilegio haber podido hablar con usted de física. Descanse en paz.

Y para despedir a nuestro D. Rainer Weiss, le dedico, como es mi costumbre, una canción, la cual habla de su nuevo hogar, un lugar donde nunca pasa nada malo y además podrá charlar eternamente con el más grande del universo, porque quien siembra recoge.

Así que, amigo Rainer, descansa en paz. Aquí mi canción:

         Cielo (Heaven) Esclarecidos

Un cordial saludo y hasta la próxima.

Cuántica Lineal (Linear Quantum)

Si quieres leer                If you want

        en español, haz            to read in English, 

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Y, como siempre,            And, as always,

nuestra canción        our linear song

lineal para siempre       which rememeber

recordarnos que             our that the

la cuántica, al ser          quantum physics, 

probabilística, es              since is probabilistic,

lineal. Aquí nuestra           also is linear. Here

canción lineal:                our linear song:

The right side (OMD)       The right side (OMD)

Un cordial saludo          Best regards, see

y hasta la próxima.             you next time.

PASADO Y FUTURO DE SAN VALENTÍN

Si hay un día que en más de medio mundo se celebre el sentimiento del amor, no deja de ser curioso que en ése tal día, como hoy, pero en 1946, se diera a conocer la primera computadora eléctrica en suelo estado unidense y una de las primeras del mundo, la cual obedecería al nombre de ENIAC ( Electronic Numerical Integrator And Computer). Si bien hay algunas otras pocas computadoras que la preceden, la fama del ENIAC es tal que para muchas personas fue éste el primer computador famoso

Si nos remontamos a 1946, en esa época no había transistores sino válculas de vacío, las cuales eran grandes y además consumían una cantidad importante de potencia. Por ello no es de extrañar que la computadora ENIAC ocupara la inmensidad del espacio de una amplia habitación de la escuela Moore, perteneciente a la universidad de Pensilvania. Como anécdota que respalda estas majestuosas dimensiones, decir que en más de una ocasión se quedó la ciudad de Filadelfia sin luz debido al excesivo consumo de esta macrocomputadora, esto es, no sólo era gigante las dimensiones del ENIAC sino también su consumo de potencia.

Pero allá por aquella época en el que la informática estaba naciendo, estas máquinas electrónicas gigantes no tenían la inteligencia que le otorgaba un sistema operativo. Esto es, estas primeras computadoras no eran más que un amasijo de cables interconectados que, al encenderlos mediante un juego de interruptores, se iluminaban unas luces a la salida como respuesta. Así que a una entrada digital por conmutadores o relés (0 por cada interruptor en posición off y 1 por cada interruptor on) , le correspondía una salida digital por bombillas (0 por cada bombilla apagada y 1 por cada bombilla encendida). Y la relación entrada-salida era perpetua, esto es, a la misma entrada de relés o interruptores , siempre le correspondía la misma salida luminosa, así que la inteligencia del ENIAC brillaba por su ausencia (No tenía sistema operativo!)

Sin embargo, ahora, casi 80 años más tarde, no sólo nos estamos encontrando con robots humanoides con sistemas operativos super complejos, sino que incluso empresas muy punteras están fabricando robots humanoides de compañía a precios, eso sí, exhorbitantes (al menos por ahora). Y es que, como decimos, en el futuro, cualquier cosa puede pasar.

Para acabar con el pasado, decir que el ENIAC inicialmente se fabricó como calculadora gigante capaz de ayudar en el desarrollo cuantitativo de tablas de tiro para el ejército de USA (muy útil para aquellos tiempos que corrían, con medio mundo implicado en la segunda guerra mundial) y su sistema operativo no era como tal sino mas bien un grupo de mujeres que, a modo de telefonistas, interconectaban cables para formar el circuito que nos traducía los 0 y 1 de los interruptores de entrada a 0 y 1 de las bombillas de salida. Estas mujeres eran las programadoras del ENIAC  (un ordenador que ni siquiera tenía un sistema operativo). Así que cuando nos acordemos de las antiguas telefonistas que interconectaban cables para que el resto de personas pudieran hablar por los primeros teléfonos, acordémonos del ENIAC.

Y ahora, en el futuro, ¿llegarán a existir las parejas sentimentales robots? ¿Nos comprometeremos en un sincero matrimonio con un robot del cual no sepamos que lo es? Mi humilde respuesta, de la cual puedo estar equivocado, es que cada vez lo digital tenderá a parecerse cada vez más a lo analógico (de hecho ya se ha visto que el ojo humano puede ver unos 10 millones de colores, esto es, el ojo humano, nuestro sentido más preciado, es digital). Por tanto, a mi juicio no científico, en un futuro de proximidad incierta, no sería nada descabellado tener que tomar una radiografía de nuestro ser amado para ver si, en realidad, es un ser o no ser.

Si es que al final Shakespeare tenía razón con su eterna cuestión!!

Si quieren saber más sobre la curiosa historia del ENIAC, pueden hacer clic en el siguiente enlace:

       Historia del ENIAC. pdf

Y si quieren leer clásicos contrastados sobre si llegará el día en el que los ordenadores piensen como los seres humanos, aquí tienen estos dos libros como los máximos representantes de las dos vías de pensamiento existentes:

La vía del Sí con el clásico libro de Carl Sagan titulado "Los dragones del Edén"

Y la vía del No con el ya clásico libro (clásico también aunque algo menos por ser un poco más moderno) del autor Roger Penrose titulado "La nueva mente del Emperador".

En realidad tengo los dos libros pero, como otros tantos, apenas me los he estudiado porque aún estoy inmerso en si el cerebro del ser humano es analógico o digital, pregunta la cual pienso que nadie podría asegurar la respuesta correcta al menos hasta ahora y hasta bien pasado un tiempo también. Así que Carl Sagan seguirá sus seguidores y detractores, como Roger Penrose también tendrán los suyos. ¿Y de qué corriente soy? No apostaría todo mi dinero, ni tampoco me atrevo a decir lo que pienso porque la ciencia no se trata de pensamiento etéreos sino de hechos probados por la experiencia, pero como pequeña pista diré que cuando acabé mi carrera en la universidad preferí estudiar por mi cuenta el pasado para entender el presente, con lo cual el destino ha querido que me haya quedado anclado en el pasado. Pero el mundo no se detiene, y como en el día del mañana mis seguidores serán mis sabios, os animo a intentar un futuro mejor!!

Y ya para despedirme de ustedes, y tratándose del 79 aniversario del ENIAC y del 14 de febrero, me es un privilegio regalarles esta canción de Shakespeare in love:

       Canción de Layla Kaylif-Shakespeare in Love Youtube

Y por supuesto, Feliz San Valentín y hasta la próxima!!