martes, 6 de octubre de 2026

Núcleo del ordenador (1) Flota Estelar

El núcleo o corazón del ordenador es el sistema informático de una nave estelar o estación espacial, en cuyo interior alberga el equipo de procesamiento principal. Siendo directamente análogo al sistema nervioso autónomo de un ser vivo [ST: TNG Technical manual]. El equipamiento de la Flota Estelar se basa en núcleos redundantes que procesan los datos de todos los sistemas de a bordo. Por lo que, si uno fallaba, el otro podía asumir inmediatamente su carga, sin que ello supusiera apenas ninguna interrupción en las operaciones. Proporcionando enormes cantidades de memoria para las operaciones ordinarias, desde el uso de los turboascensores, el soporte vital, hasta los sistemas de armamento, los sensores externos o el acceso a la biblioteca o el funcionamiento de la holocubierta [ST: The fact files]. La interfaz de la tripulación para el ordenador principal la proporciona el software Library Computer Access and Retrieval System, normalmente abreviado como LCARS. El cual ofrece la posibilidad de interactuar tanto mediante el teclado como por voz, e incorpora rutinas de inteligencia artificial muy sofisticadas y una organización gráfica de la pantalla que facilita al máximo su uso por parte de la tripulación [ST: TNG Technical manual].
El sistema informático es la pieza básica para el control y funcionamiento, desde los primitivos vehículos incapaces de salir de los sistemas estelares, como el Ares IV [One small step (ENT, 6.08)], a las primeras naves de exploración del espacio profundo. Así, a bordo de la Enterprise NX-01, lanzada en el 2152, que contaba con la computadora más potente jamás creada por los terrestres, ocupando tres cubiertas de altura [Dead stop (ENT, 2.04)]. Casi un siglo después, en el 2243, el doctor Richard Daystrom diseñó la computadora duotrónica, convirtiéndose en la plataforma informática principal para todas las naves estelares [The ultimate computer (ST, 2.24)] en los siguientes ochenta y seis años, hasta la introducción de un sistema que utilizaba chips ópticos isolinales [Relics (TNG, 6.04)]. Aunque en el 2268 el doctor Daystrom desarrolló el primer intento de instalar un sistema de inteligencia artificial totalmente independiente. Más sofisticada que el sistema duotrónico, capaz de pensar y razonar como un ser humano, habiendo utilizado su propio engrama de memoria para la computadora. Las primeras cuatro unidades multitrónicas fracasaron; probando la M-5, fue considerada lo suficientemente avanzada para realizar ensayos de campo. Desafortunadamente, este fue un desastre, dañando seriamente cuatro naves estelares y matando a varios cientos de sus oficiales y tripulantes [The ultimate computer (ST, 2.24)].

A finales del siglo XXIII, las naves más avanzadas, como la clase Excelsior, contaban con dos núcleos de procesamiento principales, normalmente situados en el plato, y un tercero en la sección de ingeniería [ST: Generations]. Un siglo después, la mayoría de las naves contaban con esta configuración, como la Galaxy [The Next Generation], la Intrepid [Voyager] o la Sovereign [ST: First contact]. Aunque otras, debido a su tamaño, como la Defiant, solo tenían dos núcleos gemelos a bordo [ST: DS9 Technical manual]. En la USS Enterprise NCC-1701-D, los dos núcleos principales están situados entre las cubiertas 5 y 14 de la sección del plato, funcionando de forma sincronizada. Mientras que el tercer núcleo informático abarcaba las cubiertas 30 a 37 del casco de ingeniería. Se trataba de un núcleo de reserva y, normalmente, solo se utilizaba si surgía un problema en la sección del platillo o cuando la nave se separaba [ST: The fact files]. Cada núcleo incorpora una serie de generadores de campos subespaciales en miniatura, que crean una distorsión de campo simétrica (no propulsiva) de 3.350 milicochranes dentro de los elementos del núcleo. Esto permite la transmisión y el procesamiento de datos ópticos dentro del núcleo a velocidades que superan con creces la velocidad de la luz o FTL. Los elementos centrales se basan en unidades de nanoprocesadores FTL organizadas en clústeres o grupos de transtadores ópticos de 1.024 segmentos. A su vez, estos se agrupan en módulos de procesamiento compuestos por 256 clústeres controlados por un banco de dieciséis chips isolineales. Cada núcleo consta de siete niveles primarios y tres niveles superiores, y cada nivel contiene una media de cuatro módulos.
El almacenamiento de memoria para el uso del núcleo principal lo proporcionan 2.048 módulos especializados, cada uno con 144 chips de almacenamiento óptico isolineales. Bajo el control del software LCARS, estos módulos ofrecen un acceso dinámico medio a la memoria de 4.600 kiloquads/seg. La capacidad total de almacenamiento de cada módulo es de aproximadamente 630.000 kiloquads, dependiendo de la configuración del software [ST: TNG Technical manual]. Los cristales de memoria lineal de los núcleos de los ordenadores [Evolution (TNG, 3.01)] están compuestos por un mineral ópticamente refractivo utilizado en chips ópticos isolineales, una pieza clave de los dispositivos de procesamiento óptico de datos [ST Encyclopedia]. Para evitar el calentamiento de los chips, las salas de intersección de chips isolineales se llenan de refrigerante una vez cada hora, por lo que, si hay algún operario en ellas, han de usar respiradores [In the cradle of Vexilon (LD, 4.03)]. Su capacidad de almacenamiento es tal, que en la fecha estelar 41365.9, el ordenador de la USS Enterprise-D logró guardar una copia de seguridad de la base de datos del núcleo principal del planeta Bynaus [11001001 (TNG, 1.15)]. El sistema se autocorrige automáticamente y, como resultado, durante setenta y nueve años, no se había producido una falla generalizada en una nave estelar, desde el 2287 hasta el 2366, cuando el núcleo del ordenador fue infestado por nanites [Evolution (TNG, 3.01)]. Aunque se encuentran en el centro del plato y especialmente protegidos, el núcleo no es del todo inmune a influencias exteriores, como en la fecha estelar 3183.3, cuando partículas subatómicas de un campo de energía invadieron los circuitos de la computadora de la USS Enterprise. Que resultaron ser una entidad bromista, provocando un mal funcionamiento en los sistemas internos [The practical joke (TAS, 2.03)]. Mientras que, en el 2374, unos piratas robaron el ordenador principal de la USS Voyager utilizando un rayo transportador de alta energía, siendo posteriormente recuperado [Concerning Flight (VOY, 4.11)].
Los núcleos están conectados a la Red Óptica de Datos (ODN) mediante una serie de enlaces de unión micrón (MJL) que atraviesan la capa límite del subespacio. Se produce una pérdida Doppler del 12 % en la velocidad de transmisión al cruzar la frontera, pero el aumento resultante en la velocidad de procesamiento de los elementos del núcleo FTL lo compensa con creces [ST: TNG Technical manual]. Cuentan con el apoyo de una red de 380 subprocesadores ópticos, todos ellos conectados a la ODN y muchos de los cuales están enlazados directamente a los núcleos. Prácticamente todos los sensores, consolas, replicadores, PADD y demás equipos instalados en una nave estelar están conectados de alguna forma a la red óptica de datos y utilizan los núcleos informáticos para el procesamiento de datos. El sistema incorpora copias de seguridad, redundancias diseñadas y reducciones automáticas del servicio para garantizar que el servicio básico esté disponible salvo en las situaciones más graves. Las líneas de dos sistemas ODN adicionales, situados en otras partes de la nave, sirven de respaldo a las líneas principales. Estas líneas, que conectan terminales vitales con sistemas importantes, también están blindadas y, si todo lo demás falla, el sistema de radiofrecuencia (RF), por el que funcionan los comunicadores, también puede actuar como una ODN, aunque con una pérdida considerable de velocidad.
 
Sala de acceso al ordenador
En una nave estelar de clase Galaxy, los núcleos informáticos son estructuras cilíndricas de gran tamaño. El nivel superior de cada núcleo principal alberga una sala de supervisión de sistemas, las unidades de nanoprocesadores FTL y el acceso a los sistemas de campos subespaciales, que se encuentran en otra estructura cilíndrica independiente situada junto al núcleo principal. Esta sección se conoce como el núcleo superior; debajo de este se encuentran seis niveles del núcleo inferior [ST: The fact files]. Los procesadores estaban agrupados en matrices de cincuenta procesadores cada una, situadas alrededor de las paredes de la estancia. Y contaba con un gran escritorio central con terminales LCARS, para el trabajo de mantenimiento y programación [Evolution (TNG, 3.01)].

Subprocesadores
Complementando los núcleos principales, se encuentran repartidos por todas las cubiertas de las naves y bases estelares una red de subprocesadores ópticos quadritrónicos, que en el caso de la clase Galaxy cuenta con 380. Dentro del volumen habitable, la mayoría de estos subprocesadores se encuentran cerca de los cruces de los pasillos principales para facilitar el acceso. Aunque estos subprocesadores no emplean elementos FTL, la red de procesamiento distribuido mejora la respuesta general del sistema y proporciona redundancia en situaciones de emergencia. Cada subprocesador está conectado a la red óptica de datos u ODN, y la mayoría cuenta además con un enlace óptico enfocado a uno o varios de los núcleos principales.
Los puestos de mando cuentan cada uno con siete subprocesadores dedicados y doce compartidos, lo que permite el funcionamiento incluso en caso de fallo del núcleo principal. Estos subprocesadores están conectados a los núcleos principales mediante conductos ópticos protegidos, que proporcionan enlaces de control alternativos en caso de fallo de la red óptica de datos principal. Se proporciona una redundancia adicional mediante enlaces dedicados de radiofrecuencia (RF) de corto alcance, que permiten las comunicaciones de datos de emergencia. Se pueden instalar subprocesadores dedicados adicionales según sea necesario para dar soporte a operaciones específicas de la misión.
Prácticamente todos los paneles de control y terminales de la nave están conectados a un subprocesador o directamente a la red óptica de datos. El LCARS sondea continuamente cada panel activo a intervalos de 30 milisegundos, de modo que el subprocesador local y/o el núcleo principal reciban información de todas las entradas realizadas mediante el teclado o verbalmente. Cada sondeo va seguido de un flujo de datos comprimido de 42 nanosegundos, que proporciona información actualizada sobre el panel. Este flujo de datos incluye cualquier información visual o sonora solicitada para la salida del panel. Existiendo enlaces de datos de radiofrecuencia de corto alcance que permiten la transmisión de información a terminales de escritorio, portátiles y de mano, como tricorders y dispositivos de visualización de acceso personal (PADD). Esta red integrada de ordenadores, subprocesadores y paneles constituye el “sistema nervioso” del buque y permite un análisis continuo y en tiempo real del estado operativo del mismo. Estando diseñada específicamente para permitir el funcionamiento independiente de los elementos restantes del sistema en caso de que se produzcan diversos fallos parciales del mismo [ST: TNG Technical manual].
 
Clase Defiant
Los dos núcleos de procesamiento isolineales están situados justo detrás del puente, en las cubiertas 2 y 3. El núcleo informático total cuenta con 675 bancos de láminas de procesamiento y almacenamiento de cromopolímero, lo que supone una capacidad total de 246,87 megaquads. El sistema se alimenta normalmente mediante una derivación del sistema de alimentación eléctrica (EPS) procedente de los reactores de impulso de popa, pero puede alimentarse también a través de un conducto regulado más pequeño del EPS procedente del núcleo de curvatura. La refrigeración de los sistemas isolineales se lleva a cabo mediante un circuito regenerativo de nitrógeno líquido, que incorpora un bloque de almacenamiento de calor con ventilación retardada para actividades de sigilo. Los requisitos típicos de una misión para el ordenador principal solo implican el 45 % de la capacidad de procesamiento y almacenamiento; el 55 % restante se reserva para la recopilación de información u operaciones tácticas, o para sustituir a un núcleo dañado. Las Defiant pueden funcionar con un solo núcleo e incluso pueden conservar algunos datos críticos de una zona dañada mediante métodos de compresión y almacenamiento disperso.
 
Clase Danube
El núcleo informático de la runabout se encuentra en el subsuelo de la cabina y mide 2,3 por 2,1 por 1,3 metros. El concepto de doble núcleo, habitual en la mayoría de las naves de la Flota Estelar, se aplica también a este vehículo auxiliar, con un total de 186 bancos isolineales y cincuenta y tres preprocesadores de comando y unidades de análisis de datos. Los subnodos isolineales distribuidos por toda la nave se comunican con el núcleo, aunque las conexiones se interrumpan en caso de que la cabina se separe. El núcleo mantiene un control de vuelo fiable para el módulo de la cabina en todas las condiciones [ST: DS9 Technical manual].

 
Ll. C. H.
 
 
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