Abstracción dentro de la computadora

En la Unidad 4 Una jerarquía de protocolos abiertos, viste que el software de Internet está organizado en varios niveles de abstracción, con programas de aplicación (como tu programa de correo electrónico) en el nivel más alto y protocolos de red de hardware como Wi-Fi y Ethernet en el nivel más bajo. Recuerda que los niveles más altos están más cerca de cómo piensan los usuarios; los niveles inferiores están más cerca de cómo funcionan las máquinas.

Al igual que Internet, la forma en que una computadora funciona internamente, también tiene niveles de abstracción.

En este laboratorio, aprenderás acerca de los niveles de abstracción en el software y el hardware de la computadora.

En esta página, aprenderás a obtener una visión general de tres grupos (dominios) de niveles de abstracción.

Hay muchos niveles de abstracción en el funcionamiento de las computadoras. Aquí se organizan en tres dominios generales:

diagrama de jerarquía de abstracción de computadora que muestra tres niveles de abstracción decreciente: dominio de software (que incluye aplicaciones, lenguajes de programación, bibliotecas y sistemas operativos), dominio digital (que incluye arquitectura, componentes, circuitos integrados y compuertas lógicas) y dominio analógico (que incluye transistores); hay una línea divisoria entre los dominios de software y digital etiquetada como 'barrera de abstracción de programa' y una línea divisoria entre los dominios digital y analógico etiquetada como 'barrera de abstracción digital'; hay una flecha vertical de doble cabeza a la derecha que indica que los elementos enumerados primero en la lista (y sus sublistas) tienen un 'alto nivel de abstracción' y los que están más abajo en la lista tienen un 'bajo nivel de abstracción'
Diferentes personas podrían dibujar este diagrama de forma ligeramente diferente, así que no intentes memorizar todos los niveles. Los niveles de abstracción clave para recordar son el software, el hardware de la computadora digital, y los componentes de los circuitos analógicos correspondientes.

Dominio de software

Los programas que escribes y usas son software, pero debajo de estos programas hay más software que les ayuda a funcionar. En este laboratorio, veremos cuatro capas de abstracción en el dominio de software:

El Software es una abstracción—una forma de pensar en la computadora sin pensar en cómo funciona internamente.

Del mismo modo, un conductor de automóvil está operando a un alto nivel de abstracción cuando usa el pedal de freno. Mientras los ingenieros y mecánicos diseñen y construyan bien el auto, los conductores no necesitan saber los detalles sobre cómo trabaja el sistema de frenos — solo lo usan a un alto nivel.
placa base
Imagen del usuario de Wikipedia Julianprescott2604juuly

Dominio digital

En el dominio del software, cada nivel de abstracción es una pieza de software diferente, pero los niveles de abstracción en el dominio digital son diferentes maneras de pensar sobre el mismo objeto físico. Los circuitos dentro de una computadora son complicados, y para hacer posible su construcción, los ingenieros piensan en varios niveles diferentes de abstracción:

Dominio análogo

Las compuertas lógicas, que son el nivel de abstracción más bajo del dominio digital, operan con unos y ceros. En la realidad física, estas compuertas lógicas están construidas a partir de transistores, un tipo de componente de circuito. Los transistores no son como los interruptores de luz que se encienden o se apagan. Pueden haber valores intermedios (como "encendido solo el 23%"). Así que los ingenieros eléctricos tienen que pensar en las leyes de la electrónica para diseñar circuitos digitales.

Vocabulario: análogo vs. digital

Digital y análogo son conceptos opuestos. Digital significa información que es representada en unos y ceros. Análogo (analog) significa información que es representada por señales que varían constantemente (es decir, que incluyen los valores intermedios).