Las computadoras actuales almacenan información utilizando patrones de 0s y 1s. En realidad, estos 0s y 1s son símbolos para representar un valor verdadero (1) y un valor falso (0). Estos valores se pueden obtener de distintas fuentes, pero generalmente se obtienen de la presencia o ausencia de corriente en un segmento de un circuito.

Ahora, estos valores de verdadero y falso se usan como entrada en lo que se conoce como operaciones booleanas, que son operaciones que reciben distintos valores verdaderos y/o falsos y devuelven un valor verdadero o falso según su lógica interna.

Tres de las operaciones booleanas básicas son AND, OR y XOR.

La operación AND analiza dos valores que pueden ser verdaderos o falsos y devuelve verdadero (1) sí y solo sí ambos valores son verdaderos.

La operación OR recibe dos valores verdaderos o falsos y devuelve verdadero si al menos uno de ellos es verdadero.

La operación XOR recibe igualmente dos valores verdaderos o falsos y devuelve verdadero sí y solo sí uno de ellos es verdadero.

Estas 3 operaciones se resumen en la ilustración de abajo, donde los dos valores (que pueden ser 1 o 0) que recibe la operación se ilustran por encima de la linea y el resultado (como si fuera una operación de suma aritmética) se ilustra por debajo de la misma.

Ahora, un dispositivo que genera la salida de una operación booleana se conoce como puerta lógica, misma que puede realizarse de diferentes maneras, ya se con engranes, haces de luz o incluso vagones en Minecraft si uno es lo suficientemente creativo. El punto es generar un sistema que te devuelva dos posibles valores (a uno de ellos le llamarás positivo y al otro negativo) de acuerdo a un conjunto de valores positivos o negativos que le ingreses.

Estas puertas proporcionan la base para la construcción de las computadoras. El siguiente paso es construir un biestable, que es un circuito de compuertas lógicas que tiene la característica de devolver un valor negativo o positivo que cambia únicamente al recibir un impulso temporal de otro circuito (un 1). Sin embargo, una vez que cambia este valor permanecerá constante hasta recibir otro impulso. Es básicamente un switch. En la figura observamos que si ambas entradas son negativas el circuito conserva su valor (ya sea 0 o 1) pero si ingresamos temporalmente un valor positivo arriba el circuito toma el valor de 1, lo contrario pasa si enviamos un 1 en la entrada de abajo.

Ahora ¿para que sirven estos biestables? La respuesta es que al ser estos estables y solo cambiar de valor cuando reciben un impulso podemos empezar a hablar de almacenamiento de valores negativos y positivos (0s y 1s). Tu computadora posee un montón de circuitos capaces de almacenar estos 0s y 1s (bits).

Memoria Principal

La memoria principal de tu computadora se organiza en una serie de unidades llamadas celdas. El tamaño típico de una celda es de 8 bits (que se conoce como un byte). A cada celda se le asigna un nombre, una dirección, esta dirección es numérica de orden y es básicamente como si todas las celdas se pusieran en una fila. Esto permite, por ejemplo, que si quieres almacenar 16 bits lo haces utilizando dos celdas consecutivas. Como puedes acceder a estas celdas en cualquier orden, a esta memoria la conocemos como Memoria de Acceso Aleatorio, que en inglés es Random Acess Memory, la famosa Memoria RAM.

Es importante aclarar que el almacenamiento usando biestables ya no es la norma en las computadoras modernas, sin embargo, el principio de almacenar valores de 0s y 1s que cambian según se requiera sigue siendo utilizado.

Fuente: Introducción a la Computación de J.Glenn Brookshear 11° Edición