Unidad 1
La información y su representación
Introducción La informática es la ciencia que se ocupa, mediante máquinas electrónicas del tratamiento automático de la información. En este tratamiento, llamado también procesamiento de datos, podemos distinguir tres fases:
Entrada: el usuario introduce los datos a través de unos dispositivos conectados al ordenador, denominados periféricos de entrada.
Proceso: el ordenador almacena los datos en la memoria y realiza las operaciones necesarias hasta obtener los resultados.
Salida: el ordenador muestra los resultados a través de dispositivos, denominados dispositivos de salida. Entrada
Ordenador
Salida
Datos
Procesa
Información
Representación de la información Uno de los principales problemas que surgieron a la hora de automatizar la información fue la forma de introducir y almacenar los datos en los ordenadores. El lenguaje que utilizamos para comunicarnos está constituido por combinaciones de letras y números, con los que formamos las palabras y las cantidades. Pero el ordenador no es capaz de emplear este sistema de comunicación. El ordenador es una máquina que sólo entiende dos estados: cuando pasa corriente eléctrica y cuando no pasa corriente.
Codificación de la información. En informática, se denomina bit a la unidad mínima de información que podemos representar. El vocablo bit es un acrónimo de las palabras inglesas binary digit. Usando una bombilla podemos representar dos informaciones distintas:
Bombilla encendida:
Bombilla apagada:
información 1 información 2.
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Con dos bombillas se podrán representar cuatro informaciones distintas: Información 1 Información 2 Información 3 Información 4 Con 1 bombilla (bit) representamos 21=2 informaciones distintas. Con 2 bombillas (bits) representamos 22=4 informaciones distintas. Con 3 bombillas (bits) representamos 23= 8 informaciones distintas. El teclado del ordenador posee más de 150 caracteres. ¿Cuántos bits tendríamos que juntar para poder representar 150 estados? Con 8 bits (bombillas) podemos representar 28 = 256 informaciones; por tanto, ocho bits son más que suficientes para representar los más de 150 caracteres del teclado. Lógicamente para representar todos los caracteres del teclado se han elegido combinaciones de ocho bits. Cada conjunto de ocho bits se denomina byte. Con un byte se puede representar un carácter del teclado. Un byte es una medida muy pequeña, comparado con las grandes cantidades de información que se pueden almacenar en un ordenador. Surgen entonces magnitudes mayores: kilobyte, megabyte, gigabyte, etc. La siguiente tabla muestra las relaciones entre las distintas medidas de información: Magnitud
Símbolo Equivalencia
1 byte
B
8 bits
1 Kilobyte
Kb
1.024 B
1 Megabyte Mb
1.024 Kb
1 Gigabyte
Gb
1.024 Mb
1 Terabyte
Tb
1.024 Gb
Traducir todos los símbolos que utilizamos para comunicarnos a combinaciones de ceros y unos se llama codificar. Uno de los códigos más empleados es el llamado ASCII (American Standard Code for Information Interchange). Se elaboró asignando a cada carácter del teclado un byte.
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Sistemas de numeración Nosotros estamos acostumbrados a representar cualquier cantidad valiéndonos de 10 dígitos: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. A este sistema de representar cantidades le llamamos sistema numérico decimal o base 10. El valor de cada dígito está asociado al de una potencia de base 10, número que coincide con la cantidad de dígitos del sistema decimal. En este sistema, el valor del número 528, por ejemplo, se puede calcular como: 5 · 102 + 2 · 101 + 2 · 100 = 500 + 20 + 8 = 528 Sin embargo, el ordenador trabaja utilizando solamente 2 dígitos: 0 y 1, es decir, con el sistema binario o base 2. Cualquier cantidad se puede representar como una combinación de unos y ceros. Se puede observar que, tal y como ocurriría con el sistema decimal, la base de la potencia coincide con la cantidad de dígitos utilizados para representar los números. El número binario 10011 tendría un valor que se calcularía como: 1 · 24 + 0 · 23 + 0 · 22 + 1 · 21 + 1 · 20 = 16 + 0 + 0 + 2 + 1 = 19 77 1
2 38 0
1 2 19 1
2 9 1
2 4 0
2 2 0
0
0
1
1
0
1
2 1
La conversión al sistema binario de un número expresado en el sistema decimal es muy sencilla: basta con realizar divisiones sucesivas por 2 y colocar los restos obtenidos en cada una de ellas. El proceso para convertir un número del sistema binario al decimal es aún más sencillo; basta con desarrollar el número, teniendo en cuenta que el valor de cada dígito está asociado a una potencia de 2, cuyo exponente es cero en el bit situado más a la derecha, y se incrementa en una unidad según vamos avanzando posiciones hacia la izquierda, tal y como se muestra a continuación: 1 0 0 1 1 = 1 · 24 + 0 · 23 + 0 · 22 + 1 · 21 + 1 · 20 = 16 + 2 + 1 = 19
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