Tema 1 · Introducció a C/C++

1 Fase 1 – Del text al número

Tot comença amb el fitxer de codi font. Per a nosaltres és text, però l'ordinador no pot treballar directament amb lletres.

1. Escrivim printf("Hello world"); al fitxer hola.c.
2. Executem gcc hola.c -o hola. El compilador llegeix el fitxer i tradueix el codi C a llenguatge màquina.
   ❓ Per què? Perquè el processador només entén instruccions numèriques (codi màquina), no paraules en anglès.
3. La lletra H es converteix en el número 72 (codi ASCII). ASCII és una taula que assigna un número a cada caràcter.
   H → 72    e → 101    l → 108    o → 111
4. El número 72 es guarda en binari dins de l'executable:
   72 decimal = 0x48 hexadecimal = 01001000 binari

En aquesta fase, la H ha desaparegut. Ara només existeix el valor numèric 72 (bits).

2 Fase 2 – Dins la memòria i la CPU

L'executable es carrega a la memòria RAM. La cadena "Hello world" ocupa una seqüència de bytes consecutius.

1. La cadena es copia a la memòria en temps d'execució. Cada byte té una adreça única.
   Adreça 1000: 72 (H)   Adreça 1001: 101 (e)   Adreça 1002: 108 (l) …

6. Quan el programa crida printf, no li passa la frase sencera, sinó l'adreça del primer byte (1000).
   printf( adreça 1000 );
7. La CPU va a l'adreça 1000, llegeix el byte 01001000 (72) i el carrega en un registre intern.
   ❓ Per què? printf no envia caràcters, envia bytes. Com que només coneixem el punt d'inici, la funció va llegint byte a byte fins a trobar el byte 0 (final de cadena).

La CPU ha obtingut el byte 72 des de la memòria. El programa d'usuari ha de demanar al sistema operatiu que l'escrigui al terminal.

3 Fase 3 – Del programa al sistema operatiu i terminal

1. printf utilitza una crida al sistema (write) per enviar el byte 72 al dispositiu de sortida estàndard (stdout).
2. El sistema operatiu lliura el byte al controlador del terminal. El terminal rep 01001000.
3. El terminal consulta la seva taula de caràcters (normalment ASCII o Unicode) i tradueix el número 72 al caràcter 'H'.
   ❓ Per què? El terminal és un programa que sap dibuixar lletres; per això necessita tornar a convertir el número en una forma visual.

Per primera vegada, el byte 72 s'interpreta com el caràcter 'H'. Però encara no s'ha dibuixat res.

4 Fase 4 – De la font als píxels

1. El terminal demana a la font tipogràfica la forma geomètrica de la lletra 'H'. La font descriu la lletra amb corbes i línies (ex.: dues verticals i una horitzontal).
2. Rasterització: La forma vectorial es converteix en una graella de píxels. Per a una mida petita podria ser:

   1 0 0 0 0 0 1
   1 0 0 0 0 0 1
   1 1 1 1 1 1 1
   1 0 0 0 0 0 1
   1 0 0 0 0 0 1

   (1 = píxel encès, 0 = apagat)
3. La GPU (targeta gràfica) rep la graella i actualitza el framebuffer (la memòria de vídeo) amb el color de cada píxel. Per a un text negre sobre fons blanc, emmagatzema:
   Píxel(0,0) = negre   Píxel(1,0) = blanc …
4. Què és realment un píxel? Un píxel està format per tres subpíxels: vermell, verd i blau. La GPU envia les intensitats adequades a cada subpíxel (0 = apagat, 255 = màxima llum).
5. Milions de transistors microscòpics al panell (LCD/OLED) reben els senyals i obren o tanquen el pas de la llum. Per als píxels negres de la 'H' es bloqueja la llum; per al fons blanc es deixa passar al màxim.

Ara la pantalla mostra un patró físic de llum amb forma d'H, però la teva ment encara no ha interpretat res.

5 Fase 5 – De la llum al cervell

1. La llum emesa pels píxels viatja fins als teus ulls. Travessa còrnia, pupil·la i cristal·lí, i es projecta sobre la retina.
2. A la retina hi ha milions de fotoreceptors: cons L, M i S (sensibles al vermell, verd i blau) i bastons (llum tènue). Els fotons de la 'H' activen principalment els cons segons el color dels píxels.
3. Fototransducció (resum): Dins de cada con, una molècula de retinal canvia de forma en absorbir un fotó (d'11-cis a tot-trans). Això desencadena una cascada química que tanca canals iònics i genera un impuls elèctric.
   ❓ Per què? El cervell no rep llum, rep impulsos elèctrics. Per això cal convertir l'energia lumínica en senyals nerviosos.
4. La informació visual és processada per diverses capes de neurones a la retina (bipolars, ganglionars) i surt cap al cervell pel nervi òptic.
5. Al còrtex visual primari, les neurones detecten característiques simples: vores, línies verticals i horitzontals, contrast. En aquest nivell no existeix cap "detector de H".
6. Àrees cerebrals superiors combinen aquestes peces: dues línies verticals + una línia horitzontal al mig → activen la representació apresa del símbol H.
7. Percepció conscient: Finalment emergeix la experiència subjectiva de veure la lletra H.

La H no existeix físicament a l'ordinador; és una interpretació del cervell a partir d'un patró de llum.