Introducción a la memoria en programación
En esta publicación, exploraremos el funcionamiento de la memoria en programación cómo se almacena y recupera un valor en memoria, con el objetivo de comprender conceptos fundamentales que resultan esenciales al programar, especialmente en lenguajes de bajo nivel como C. Tener claridad sobre términos como dirección de memoria, celdas, bits y bytes nos proporciona una base sólida para entender cómo funciona el hardware a un nivel más cercano al metal.
Qué es una celda de memoria y cómo almacena datos
La unidad básica de almacenamiento en memoria son las celdas, que son pequeños espacios capaces de guardar un byte, es decir, 8 bits. Cada bit puede tener un valor de 0 o 1, lo que permite representar una amplia gama de información binaria.
Por ejemplo, si queremos almacenar la palabra “HOLA” en memoria, utilizaremos una celda por cada letra. Cada letra se representa mediante un código ASCII, que asigna un valor numérico único a cada caracter. Por ejemplo:
- La letra “H” tiene el código ASCII 72, que en binario es “1001000”.
- La letra “O” tiene el código ASCII 79 (“1001111”).
- La letra “L” tiene el código ASCII 76 (“1001100”).
- La letra “A” tiene el código ASCII 65, que en binario es “1000001”.
Al almacenar la palabra “HOLA”, cada letra ocupará una celda de memoria:
- “H” se almacena como “1001000”.
- “O” como “1001111”.
- “L” como “1001100”.
- “A” como “1000001”.
Direcciones de memoria: cómo acceder a los datos
Cada celda de memoria tiene una dirección única que actúa como su identificador. Estas direcciones suelen expresarse en formato hexadecimal, un sistema numérico compacto que facilita la representación de grandes cantidades de información. Usualmente, se le llama punteros a las variables que almacenan un dirección en memoria.
Por ejemplo:
- La letra “H” podría almacenarse en la dirección
0x00000001. - La letra “O” en
0x00000002. - La letra “L” en
0x00000003. - La letra “A” en
0x00000004.
Para recuperar los datos, simplemente consultamos las direcciones correspondientes. Sin embargo, cuando almacenamos datos consecutivos, como en el caso de la palabra “HOLA”, podemos optimizar este proceso utilizando una fórmula basada en la dirección base.
Cómo recuperar datos consecutivos con una fórmula
Si sabemos que las celdas que contienen la palabra “HOLA” están en posiciones contiguas, podemos calcular la dirección de cada celda. La formula para hacer los calculos es la siguiente: Dirección del elemento = Dirección base + (Índice × Tamaño del elemento)
En este caso:
- La dirección base es la de la primera celda (por ejemplo,
0x00000001). - El tamaño del elemento es 1 byte.
- El índice corresponde a la posición relativa de cada letra (“H” = 0, “O” = 1, “L” = 2, “A” = 3).
Iterando esta fórmula, obtenemos las direcciones de las celdas que contienen cada letra y podemos recuperar la palabra completa de manera eficiente.
Conclusión
Comprender cómo funcionan la memoria, las celdas, las direcciones y los bytes es clave para trabajar en lenguajes de bajo nivel como C. Este conocimiento nos ayuda a optimizar el uso de recursos, prevenir errores comunes como desbordamientos y entender cómo interactúan los programas con el hardware. ¡Adéntrate en estos conceptos y mejora tus habilidades de programación desde las bases!
