Palabra (informática) para niños
Una palabra en el mundo de la informática es un grupo de bits que las computadoras manejan como una sola unidad. Piensa en los bits como los ladrillos más pequeños de información (un 0 o un 1). Una palabra es como un bloque de esos ladrillos que el ordenador puede mover y procesar al mismo tiempo.
El tamaño o la longitud de una palabra se refiere a cuántos bits tiene. Este tamaño es muy importante cuando se diseña cómo funciona una computadora.
Contenido
¿Por qué es importante el tamaño de una palabra?
El tamaño de una palabra afecta muchas partes de una computadora. Por ejemplo:
- La mayoría de los lugares donde la computadora guarda información temporalmente (llamados registros) suelen tener el tamaño de una palabra.
- Los números que la computadora usa más a menudo suelen tener el tamaño de una palabra.
- La cantidad de información que se mueve entre el cerebro de la computadora (la CPU) y su memoria a menudo es una palabra o un grupo de palabras.
- Las direcciones que la computadora usa para encontrar datos en la memoria también suelen tener el tamaño de una palabra.
Tamaños comunes de palabras
Hoy en día, las computadoras suelen usar palabras de 16, 32 o 64 bits. En el pasado, se usaron muchos otros tamaños, como 8, 9, 12, 18, 24, 36, 39, 40, 48 y 60 bits. Algunas computadoras antiguas usaban números decimales (base 10) en lugar de binarios (base 2), y sus palabras podían tener 10 o 12 dígitos decimales.
Compatibilidad con computadoras antiguas
A veces, el tamaño de una "palabra" se mantiene igual por compatibilidad con computadoras más antiguas. Por ejemplo, los procesadores de las computadoras personales (como los Intel Pentium) tienen una arquitectura llamada IA-32. Esta arquitectura es una mejora del diseño original del Intel 8086, que usaba palabras de 16 bits.
Aunque los procesadores IA-32 pueden trabajar con información de 32 bits, el término "palabra" en este contexto sigue refiriéndose a 16 bits para que los programas antiguos sigan funcionando. Lo mismo ocurre con las arquitecturas más nuevas como x86-64, donde una "palabra" sigue siendo 16 bits, aunque lo más común es trabajar con "cuádruples palabras" de 64 bits.
¿Para qué se usan las palabras en una computadora?
Las unidades del tamaño de una palabra se usan para diferentes tipos de información:
- Números enteros: Los números sin decimales (como 5, 100 o -20) se guardan a menudo en contenedores del tamaño de una palabra. Otros tamaños más pequeños se usan para ahorrar espacio, pero cuando se usan, la computadora los convierte a menudo al tamaño de una palabra.
- Números con decimales (coma flotante): Los números con decimales (como 3.14 o 0.5) también se guardan en contenedores del tamaño de una palabra o múltiplos de ella.
- Direcciones de memoria: Las direcciones que indican dónde está guardada la información en la memoria suelen tener el tamaño de una palabra.
- Registros: Los registros son pequeños espacios de almacenamiento dentro de la CPU. Muchos de ellos están diseñados para guardar datos del tamaño de una palabra.
- Transferencia de datos: Cuando la CPU lee o escribe información en la memoria, la cantidad de datos que se transfiere a menudo es una palabra.
- Instrucciones: Las instrucciones que la computadora sigue para hacer tareas suelen tener un tamaño relacionado con la longitud de la palabra. Esto es lógico porque las instrucciones y los datos comparten el mismo sistema de memoria.
Cómo se elige el tamaño de una palabra
Cuando se diseña una computadora, elegir el tamaño de la palabra es muy importante. Hay muchas cosas a considerar, como la eficiencia y el costo.
El tamaño de los caracteres
El tamaño de los caracteres (letras, números, símbolos) influyó mucho en la elección del tamaño de la palabra. Antes de los años 60, los caracteres se guardaban a menudo en 6 bits, lo que permitía hasta 64 caracteres (solo letras mayúsculas). Para que fuera eficiente, las palabras solían ser múltiplos de 6 bits.
Después, con la llegada de computadoras como la IBM S/360, se empezó a usar caracteres de 8 bits (lo que hoy llamamos un byte), que permitían letras mayúsculas y minúsculas. Desde entonces, los tamaños de palabra se hicieron múltiplos de 8 bits, siendo 16, 32 y 64 bits los más comunes.
Palabras de tamaño variable
Algunas de las primeras computadoras usaban "palabras de tamaño variable". Esto significa que un número no tenía una longitud fija, sino que terminaba con un carácter especial. Estas máquinas a veces eran más lentas porque cada instrucción tardaba más en acceder a la memoria.
La importancia de las potencias de 2
Los tamaños de datos en las computadoras modernas suelen ser múltiplos de potencias de 2 (como 2, 4, 8, 16, 32, 64). Esto es muy útil porque permite que la computadora encuentre y procese la información de manera más rápida y sencilla. Por ejemplo, convertir la posición de un elemento en una lista a su dirección de memoria solo requiere una operación simple, no una multiplicación compleja.
Familias de tamaños de palabra
A medida que las computadoras se hicieron más complejas, la idea de un único "tamaño de palabra" central ha cambiado. Aunque el hardware puede manejar muchos tamaños de datos, la necesidad de que los programas antiguos sigan funcionando (compatibilidad) ha hecho que los nuevos procesadores mantengan el soporte para tamaños de palabra más antiguos.
Un buen ejemplo es la arquitectura x86. El procesador Intel 8086 original usaba palabras de 16 bits. Luego, el 80386 añadió la capacidad de trabajar con 32 bits. Si hubiera sido un diseño completamente nuevo, se habría dicho que su palabra era de 32 bits. Pero como era una extensión del 8086, se siguió considerando que su "palabra" era de 16 bits. Por eso, decimos que el 80386 y sus sucesores son "de 32 bits", aunque la palabra original siga siendo 16 bits. Lo mismo ha pasado con las extensiones de 64 bits, donde el tamaño de 64 bits es el más usado, pero se mantiene la compatibilidad con 16 y 32 bits.
Esto significa que las computadoras actuales usan una "familia de tamaños" relacionados, en lugar de un solo tamaño de palabra. Estos tamaños están conectados por factores enteros, a menudo potencias de dos. El nombre de "longitud de palabra" a veces se basa más en la historia de cómo evolucionó la computadora que en el tamaño más usado actualmente.
Dword y Qword
En informática, Dword (del inglés double word, que significa "doble palabra") es una unidad de datos que es el doble del tamaño de una palabra. En las plataformas x86, donde una palabra es de 16 bits, una Dword tiene 32 bits.
Qword (del inglés quadruple word, que significa "cuádruple palabra") es una unidad de datos que es cuatro veces el tamaño de una palabra. En las plataformas x86, una Qword tiene 64 bits.
Intel también usa el término DQWord (del inglés double quadruple word, "doble cuádruple palabra") para referirse a datos de 128 bits, que se usan en tecnologías como SSE.
Tabla de tamaños de palabra
| Año | Arquitectura | Longitud de palabra (w) | Enteros | Punto flotante | Instrucción | Unidad de direcciones | Longitud de carácter |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1941 | Zuse Z3 | 22 b | – | w | 8 b | w | – |
| 1942 | ABC | 50 b | w | – | – | – | – |
| 1944 | Harvard Mark I | 23 d | w | – | 24 b | – | – |
| 1946 (1948) {1953} |
ENIAC (w/Panel #16) {w/Panel #26} |
10 d | w, 2w (w) {w} |
– | – (2d, 4d, 6d, 8d) |
– – {w} |
– |
| 1951 | UNIVAC I | 12 d | w | – | ½w | w | 1 d |
| 1952 | Máquina IAS | 40 b | w | – | ½w | w | 5 b |
| 195 | IBM 701 | 36 b | ½w, w | – | ½w | ½w, w | 6 b |
| 1952 | UNIVAC 60 | n d | 1d, ... 10d | – | – | – | 2d, 3d |
| 1953 | IBM 702 | n d | 0d, ... 511d | – | 5d | d | 1 d |
| 1953 | UNIVAC 120 | n d | 1d, ... 10d | – | – | – | 2d, 3d |
| 1954 (1955) |
IBM 650 (w/IBM 653) |
10 d | w | – (w) |
w | w | 2 d |
| 1954 | IBM 704 | 36 b | w | w | w | w | 6 b |
| 1954 | IBM 705 | n d | 0d, ... 255d | – | 5d | d | 1 d |
| 1954 | IBM NORC | 16 d | w | w, 2w | w | w | – |
| 1956 | IBM 305 | n d | 1d, ... 100d | – | 10d | d | 1 d |
| 1958 | UNIVAC II | 12 d | w | – | ½w | w | 1 d |
| 1958 | SAGE | 32 b | ½w | – | w | w | 6 b |
| 1958 | Autonetics Recomp II | 40 b | w, 79 b, 8d, 15d | 2w | ½w | ½w, w | 5 b |
| 1959 | IBM 1401 | n d | 1d, ... | – | d, 2d, 4d, 5d, 7d, 8d | d | 1 d |
| 1959 (TBD) |
IBM 1620 | n d | 2d, ... | – (4d, ... 102d) |
12d | d | 2 d |
| 1960 | LARC | 12 d | w, 2w | w, 2w | w | w | 2 d |
| 1960 | IBM 1410 | n d | 1d, ... | – | d, 2d, 6d, 7d, 11d, 12d | d | 1 d |
| 1960 | IBM 7070 | 10 d | w | w | w | w, d | 2 d |
| 1960 | PDP-1 | 18 b | w | – | w | w | 6 b |
| 1961 | IBM 7030 (Stretch) |
64 b | 1b, ... 64b, 1d, ... 16d |
w | ½w, w | b, ½w, w | 1 b, ... 8 b |
| 1961 | IBM 7080 | n d | 0d, ... 255d | – | 5d | d | 1 d |
| 1962 | UNIVAC III | 25 b, 6 d | w, 2w, 3w, 4w | – | w | w | 6 b |
| 1962 | UNIVAC 1107 | 36 b | 1/6w, ⅓w, ½w, w | w | w | w | 6 b |
| 1962 | IBM 7010 | n d | 1d, ... | – | d, 2d, 6d, 7d, 11d, 12d | d | 1 d |
| 1962 | IBM 7094 | 36 b | w | w, 2w | w | w | 6 b |
| 1963 | Gemini Guidance Computer | 39 b | 26 b | – | 13 b | 13 b, 26 b | – |
| 1963 (1966) |
Apollo Guidance Computer | 15 b | w | – | w, 2w | w | – |
| 1964 | CDC 6600 | 60 b | w | w | ¼w, ½w | w | 6 b |
| 1965 | IBM 360 | 32 b | ½w, w, 1d, ... 16d |
w, 2w | ½w, w, 1½w | 8 b | 8 b |
| 1965 | UNIVAC 1108 | 36 b | 1/6w, ¼w, ⅓w, ½w, w, 2w | w, 2w | w | w | 6 b, 9 b |
| 1965 | PDP-8 | 12 b | w | – | w | w | 8 b |
| 1970 | PDP-11 | 16 b | w | 2w, 4w | w, 2w, 3w | 8 b | 8 b |
| 1971 | Intel 4004 | 4 b | w, d | – | 2w, 4w | w | – |
| 1972 | Intel 8008 | 8 b | w, 2d | – | w, 2w, 3w | w | 8 b |
| 1972 | Calcomp 900 | 9 b | w | – | w, 2w | w | 8 b |
| 1974 | Intel 8080 | 8 b | w, 2w, 2d | – | w, 2w, 3w | w | 8 b |
| 1975 | Cray-1 | 64 b | 24 b, w | w | ¼w, ½w | w | 8 b |
| 1975 | Motorola 6800 | 8 b | w, 2d | – | w, 2w, 3w | w | 8 b |
| 1975 | MOS Tech. 6501 MOS Tech. 6502 |
8 b | w, 2d | – | w, 2w, 3w | w | 8 b |
| 1976 | Zilog Z80 | 8 b | w, 2w, 2d | – | w, 2w, 3w, 4w, 5w | w | 8 b |
| 1978 (1980) |
Intel 8086 (w/Intel 8087) |
16 b | ½w, w, 2d (w, 2w, 4w) |
– (2w, 4w, 5w, 17d) |
½w, w, ... 7w | 8 b | 8 b |
| 1978 | VAX-11/780 | 32 b | ¼w, ½w, w, 1d, ... 31d, 1b, ... 32b | w, 2w | ¼w, ... 14¼w | 8 b | 8 b |
| 1979 | Motorola 68000 | 32 b | ¼w, ½w, w, 2d | – | ½w, w, ... 7½w | 8 b | 8 b |
| 1982 (1983) |
Motorola 68020 (w/Motorola 68881) |
32 b | ¼w, ½w, w, 2d | – (w, 2w, 2½w) |
½w, w, ... 7½w | 8 b | 8 b |
| 1985 | ARM1 | 32 b | w | – | w | 8 b | 8 b |
| 1985 | MIPS | 32 b | ¼w, ½w, w | w, 2w | w | 8 b | 8 b |
| 1989 | Intel 80486 | 16 b | ½w, w, 2d w, 2w, 4w |
2w, 4w, 5w, 17d | ½w, w, ... 7w | 8 b | 8 b |
| 1989 | Motorola 68040 | 32 b | ¼w, ½w, w, 2d | w, 2w, 2½w | ½w, w, ... 7½w | 8 b | 8 b |
| 1991 | PowerPC | 32 b | ¼w, ½w, w | w, 2w | w | 8 b | 8 b |
| 2000 | IA-64 | 64 b | 8 b, ¼w, ½w, w | ½w, w | 41 b | 8 b | 8 b |
| 2002 | XScale | 32 b | w | w, 2w | ½w, w | 8 b | 8 b |
| claves: b: bits, d: dígitos decimales, w: tamaño de palabra de arquitectura, n: tamaño variable | |||||||
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Véase también
En inglés: Word (computing) Facts for Kids
