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¿Qué es el Sistema Binario?
El sistema binario es un sistema de numeración en el que los números se representan utilizando las cifras 0 y 1, es decir solo 2 dígitos (bi = dos).
Esto en informática y en electrónica tiene mucha importancia ya que las computadoras trabajan internamente con
2 niveles: hay o no hay de Tensión, hay o no hay corriente, pulsado o sin pulsar, etc.
El sistema binario se basa en la representación de cantidades utilizando los números 1y 0.
Por tanto, su base es 2 (número de dígitos del sistema).
Cada dígito o número en este sistema se denomina bit (contracción de binary digit).
Por ejemplo, el número en binario 1001 es un número binario de 4 bits.
Esto provoca que su sistema de numeración natural sea el binario, por ejemplo 1 para encendido y 0 para apagado.
También se utiliza en electrónica y en electricidad (encendido o apagado, activado o desactivado, etc.).
Números Binarios
Decimal a Binario
Para hacer la conversión de decimal a binario, hay que ir dividiendo el número decimal entre dos y anotar en una columna a la derecha el resto (un 0 si el resultado de la división es par y un 1 si es impar).
Para sacar la cifra en binario tomamos el último cociente (siempre será 1) y todos los restos de las divisiones de abajo arriba, orden ascendente.
Ejemplo queremos convertir el número 28 a binario:
28 dividimos entre 2 : Resto 0
14 dividimos entre 2 : Resto 0
7 dividimos entre 2 : Resto 1
3 dividimos entre 2 : Resto 1 y cociente final 1Pasar de Binario a Decimal
Si quisiera saber cual es el número equivalente en decimal del número binario:
PASO 1 – Numeramos los bits de derecha a izquierda comenzando desde el 0 (muy importante desde 0 no desde 1).
PASO 2 – Ese número asignado a cada bit o cifra binaria será el exponente que le corresponde.
PASO 3 – Cada número se multiplica por 2 elevado al exponente que le corresponde asignado anteriormente.
PASO 4 - Se suman todos los productos y el resultado será el número equivalente en decimal
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Unidades de medidas de información
Así como usamos medidas para saber cuánto pesan o miden las cosas, también hay unidades de medida que te permiten calcular la capacidad de almacenamiento de información o procesamiento de datos.
El Bit
Bit es el acrónimo de Binary digit. (dígito binario). Un bit es un dígito del sistema de numeración binario.
Mientras que en el sistema de numeración decimal se usan diez dígitos, en el binario se usan sólo dos dígitos, el 0 y el 1. Un bit o dígito binario puede representar uno de esos dos valores, 0 ó 1.
Te puedes imaginar un bit como una bombilla que puede estar en uno de los siguientes dos estados: apagada (cero) o encendida (uno) o que hay paso de corriente o no por un cable.
"El bit es la unidad mínima de información empleada en informática". Con un bit podemos representar solamente dos valores, que suelen representarse como 0, 1.
El Byte
En informática para representar un carácter (letra, símbolo o un número) se utilizan una combinación de 8 bits (8 ceros y unos) según un código llamado ASCII.
Por ejemplo, la letra A es el número 10100001. ¿Cuánto ocupará un documento formado por 1000 caracteres? Pues ¡1000 bytes!
Cuantos más bytes tengo un documento más espacio necesitaremos para almacenarlo.
Bit y el byte
Según esto podemos utilizar y de hecho se utiliza el byte como "La unidad básica de almacenamiento en informática". OJO la unidad básica, no la más pequeña. La más pequeña, como ya vimos es el bit.
Lógicamente esta unidad hoy en día es muy pequeña y por lo tanto se utilizan múltiplos del byte normalmente para hablar de la capacidad de almacenamiento de cualquier dispositivo informática.
Puedes ver la tabla de múltiplos más abajo.
Los Hertzios
La velocidad de procesamiento, de trabajo o frecuencia de reloj de un procesador se mide en megahertzios.
Un megahercio es igual a un millón de hertzios (también se pude escribir hercio). Un hercio (o herzio o herz) es una unidad de frecuencia que equivale a un ciclo o repetición de un evento por segundo. Cualquier cosa que se repita una vez cada segundo podemos decir que su frecuencia es de 1Hertzio (Hz)
Es decir, en un microprocesador seria la cantidad de operaciones (ciclos) que es capaz de realizar en un segundo.
En la actualidad, dada la gran velocidad de los procesadores, la unidad más frecuente es el gigahercio, que corresponde a 1.000 millones de hercios por segundo. (1000 millones de operaciones en un segundo)
También se utiliza esta unidad para describir la velocidad a la que es capaz de enviar datos por segundo un elemento de un ordenador.
Los Bits por Segundo
En el caso de definir las velocidades de transmisión se suele usar como base el bit, y más concretamente el bit por segundo, o bps.
¿Qué es un Bit por segundo? : "Cantidad de bits que se transmiten en un segundo."
Los múltiplos de estos más utilizados son el Kilobit, Megabit y Gigabit, siempre expresado en el término por segundo (ps). 1 kbps = 1.000 bits por segundo. Mbps. - = 1.000 Kbits por segundo. Gbps. - = 1.000 Mbits por segundo.
En este sentido hay que tener en cuenta que las velocidades que en la mayoría de las ocasiones se muestran en Internet están expresadas en KB/s o KBs (Kilobyte por segundo con B mayúscula), lo que realmente supone que nos dice la cantidad de bytes (unidad de almacenamiento) que hemos recibido en un segundo, NO la velocidad de trasmisión.
Esta cantidad, los KBs (Kilobytes por segundo) será 8 veces mayor que los kbps. Esta conversión nos es muy útil para comprobar la velocidad real de nuestra línea ADSL, por ejemplo, ya que la velocidad de esta si que se expresa en Kbps o en Mbps.
Conversión de Unidades:
1 kilobyte (Kb)1024 bytes
1 Megabyte (Mb) 1024 kilobytes
1 Gigabyte (Gb) 1024 Megabytes
1 Terabyte (Tb) 1024 Gigabytes
En el caso de los bits es lo mismo (1024). El motivo de que la proporción entre las distintas magnitudes sea de 1024 se debe a que esta cantidad es la potencia de base 2 que más se aproxima al múltiplo 1000 (210=1024), equivalente al prefijo kilo.
En el caso de los hertzios seria: 1Khz 1000Hz, 1Mz 1000Khz, 1Ghz 1000Mz
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La computadora
Máquina electrónica capaz de realizar un tratamiento automático de la información y de resolver con gran rapidez problemas matemáticos y lógicos mediante programas informáticos.
Consisten fundamentalmente en un gran número de circuitos integrados, componentes de apoyo y extensiones electrónicas. Sin embargo, las computadoras han cambiado radicalmente a lo largo de su propia y rápida historia, pasando de ser enormes e incómodas instalaciones, a ocupar un lugar tan pequeño como el bolsillo de nuestros pantalones, en el caso de los teléfonos inteligentes.
La enorme cantidad de componentes de una computadora pueden agruparse en dos categorías separadas, que son:
Hardware: La parte física y tangible del sistema, o sea, sus componentes eléctricos y electrónicos, que cumplen con diversas funciones fundamentales, como la realización de cálculos o la alimentación eléctrica del sistema. De algún modo equivaldría al “cuerpo” de la computadora.
Software: La parte intangible, digital, abstracta, del sistema, que se ocupa de las operaciones de tipo conceptual o representacional, normalmente dentro de un entorno virtual simulado, esto es, dentro de una simulación que hace más amable la interacción con el usuario. Esto abarca todo tipo de programas, desde los programas de base (como el Sistema Operativo que mantiene andando el sistema) hasta las aplicaciones posteriormente instaladas. Siguiendo la metáfora, equivaldría a la “mente” del computador.
Existen muy diversos tipos de computador, atendiendo a rasgos como su tamaño, potencia y utilidad. Entre ellos, destacan:
Supercomputadoras: Los aparatos de mayor potencia del mundo son, en realidad, conjuntos de computadoras distintas integrados en una sola unidad, que pueden potenciarse de manera exponencial. La supercomputadora más grande del mundo se encuentra en la Universidad Nacional de Tecnología de Defensa de China, se llama Tianhe-2 y puede realizar unos 33.48 mil billones de operaciones por segundo.
Mainframes: Se conocen también como macrocomputadoras, y suelen tener un gran tamaño (al menos comparado con los computadores portátiles) y hallarse en habitaciones cuidadosamente refrigeradas dentro de las grandes empresas o instituciones de un país, en donde llevan a cabo millones de cálculos y operaciones por segundo, alimentando redes y sistemas computarizados enteros con información.
Computadoras personales: (PC). Unidades destinadas al uso de un solo usuario a la vez, permitiéndole realizar muy diversas tareas, entre ellas conectarse a una red informática y enviar y recibir datos a altas velocidades. Poseen un microprocesador de potencia variable y son el tipo de computadoras a los que podemos acceder comercialmente en cualquier tienda de tecnología. Se les conoce también como computadoras de escritorio.
Computadores portátiles: (laptops, netbooks). Aunque se trata en efecto de computadoras personales, a este tipo de aparatos los listamos aparte porque se trata de piezas físicamente ligeras, diseñadas para su uso en exteriores o para viajar con nosotros en un maletín. Aunque poseen menos potencia que las PC, lo compensan en practicidad y movilidad.
Tabletas y celulares: La generación más reciente de artefactos tecnológicos (gadgets) son esencialmente computadoras, aunque destinadas a funciones distintas (generalmente más lúdicas o de comunicaciones) y de un tamaño todavía menor a las portátiles. Los celulares “inteligentes” son pequeñas pero potentes computadoras dedicadas a las telecomunicaciones y la navegación por Internet, mientras que las tabletas son pequeñas pantallas táctiles con funciones similares.
Partes de una computadora
A grandes rasgos, un sistema informático o computador se compone de numerosos elementos reunidos en tres conjuntos o partes:
Unidad Central de Procesamiento (CPU)
CPU son las siglas en inglés de Central Processing Unit, y ese es el nombre que recibe el “cerebro” de la computadora, o sea, su núcleo lógico-electrónico. Allí tienen lugar las operaciones lógicas en los procesadores o microprocesadores del sistema, y están físicamente dispuestas las unidades fijas de memoria y de almacenamiento. Estas últimas se denominan “disco rígido” o “disco duro”, y usada para contener información. A su vez, el CPU se compone de:
La Unidad Aritmético-Lógica (ALU). Dedicada a la realización de las operaciones lógicas, matemáticas o formales que sostienen el sistema.
La Unidad de Control (UC). Encargada de la vigilancia del sistema y de garantizar el funcionamiento continuo del mismo.
Los registros. Que son la información que genera el funcionamiento del sistema, y que sirve para procesos de feedback del sistema.
Memoria. La memoria es un espacio electrónico donde se almacena de manera temporal la información que el sistema requiere para trabajar, por lo que se conoce también como memoria de trabajo. Existen dos formas de memoria:
Memoria de Acceso Aleatorio:
(RAM: Random Access Memory). Que consiste en una secuencia de celdas de almacenamiento ocupada temporalmente por la información de trabajo. Puede escribirse y reescribirse según se necesite. Al apagar e iniciar el sistema, la RAM se reinicia por completo.
Memoria de Sólo Lectura:
(ROM: Read Only Memory). Un espacio en el que viene ya inscrita de fábrica la información mínima fundamental para que el ordenador inicie sus operaciones, como el set up y la configuración mínima que da pie a los procesos más complejos del software. Esta memoria puede leerse millones de veces, pero no puede alterarse a voluntad.
Dispositivos periféricos:
Los periféricos son los componentes no centrales de una computadora, o sea, sus accesorios o aditamentos, que pueden cambiarse o sustituirse sin alterar el núcleo de operaciones del sistema. Estos dispositivos permiten ingresar (entrada) o extraer (salida) información del sistema, o realizar ambas operaciones a la vez (entrada-salida). Son ejemplos de periféricos los monitores, las impresoras, los teclados, los parlantes, etc.
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Las diez operaciones básicas para obtener información
Obtención de información – Procesamiento de datos
La información puede estar formada por uno o varios datos procesados de manera tal que aumenta el conocimiento de quien la recibe.
La información para ser tal, debe reunir una serie de atributos no sólo referido a cada uno de sus elementos, sino también a la información en su conjunto. Estos atributos son las características que debe reunir, para que cada elemento de la información tenga un significado para el usuario.Existen 10 operaciones básicas que, combinadas entre sí, permiten transformar datos en información:
1) Captar: Esta operación consiste en registrar los datos a partir de un acontecimiento. Ej: una venta
2) Verificar: Se refiere a la comprobación o validación de los datos. Ej: una fecha.
3) Clasificar: Esta operación clasifica los datos en distintas categorías. Ej: tipo de mercadería.
4) ) Ordenar: Los datos se colocan en una secuencia ordenada (de menor a mayor o viceversa) Ej: por número de cliente.
5) Sumar: Acumula los datos en sentido matemático, Ej: la suma de artículos vendidos.
6) Calcular: Se refiere a las operaciones aritméticas y lógicas. Ej: producto, división o porcentaje, etc.
7) Almacenar: Se guardan los datos en algún dispositivo, papel o medio magnético. Ej: CD o diskette.
8) Recuperar: Permite utilizar los datos almacenados. Ej: la lectura de un archivo, tabla o base de datos.
9) Reproducir: Hacer copias de datos en otros dispositivos.
10) Distribuir/Comunicar: Se transfieren los datos de un lugar a otro. -
Circuitos y compuertas lógicas
Los circuitos lógicos son componentes fundamentales en la electrónica digital que se encargan de realizar operaciones lógicas basadas en principios booleanos.
Utilizan como base la electrónica digital, el número de estados que se manejan es tan solo de dos y se les llama niveles lógicos.
Los niveles son representados por valores de voltaje, el primer nivel lógico es el valor de referencia del circuito electrónico normalmente 0 volts, también llamada tierra o común (GND); y otro nivel lógico, cercano al valor dado por la fuente de alimentación del circuito electrónico.
Estos dos estados tienen muchas parejas de nombres dentro de la literatura, los más comunes son "0" y "1", "false" y "true", "off" y "on" o "bajo y alto"
Estos circuitos manipulan señales digitales, representadas por niveles de voltaje (alto y bajo), para realizar diversas tareas computacionales, desde simples cálculos hasta el control de dispositivos complejos.
Las compuertas lógicas son dispositivos electrónicos que trabajan con datos de entrada, hacen una operación y finalmente muestran un resultado en su salida.
Un circuito integrado está construido principalmente con transistores cuyas interconexiones forman circuitos de propósito especifico. Por ejemplo, cuando estas capas se ordenan y crean determinadas conexiones, se crean circuitos digitales básicos como las compuertas lógicas. Es decir, el arreglo de muchas compuertas lógicas en un orden específico da lugar a los circuitos digitales.
Compuertas lógicas básicas
Las Compuertas Lógicas son circuitos electrónicos conformados internamente por transistores que se encuentran con arreglos especiales con los que otorgan señales de voltaje como resultado o una salida de forma booleana, están obtenidos por operaciones lógicas binarias (suma, multiplicación).COMPUERTA LÓGICA NOT
Esta operación básicamente es un inversor de la entrada, es decir si nuestra entrada es falsa, la salida es verdadera y si la entrada es verdadera la salida es falsa.
COMPUERTA LÓGICA AND
Para el caso de la compuerta AND, la operación requiere que todas las señales de entrada sean verdaderas para que la salida sea verdadera, es decir, si una sola de las entradas es FALSA, la salida es FALSA.
COMPUERTA LÓGICA OR
Siempre que, al menos una de las entradas tenga un valor igual a 1, la compuerta OR dará como resultado un 1 lógico, pero si todas las variables de entrada tienen el valor 0, la salida será un 0 lógico.
Tabla de Verdad
Una tabla de verdad muestra cómo responde la salida de un circuito lógico a las varias combinaciones en las entradas, utilizando la lógica 1 para verdadero y lógica 0 para falso. A la izquierda se enumeran todas las permutaciones de las entradas, y a la derecha se muestra la salida del circuito. La salida deseada se puede lograr mediante una combinación de puertas lógicas.Compuerta and
Compuerta not
Compuerta or
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