Vídeo: Cómo funcionan las computadoras: código binario y datos
¡Hola! Mi nombre es Limor Fried, y soy ingeniero en Adafruit Industries. Allí es donde hago ingeniería y diseño, y creo circuitos para moda, música y tecnología.
Mi nombre es Federico Gómez Suárez y soy desarrollador de software para Microsoft Hack for Good. Me interesa que la tecnología nos ayude a resolver algunos de los grandes problemas sociales de nuestros tiempos.
Puede que hayas oído que las computadoras funcionan con unos y ceros. Pero, hoy en día, casi nadie trata directamente con ellos. Sin embargo, desempeñan un papel importante en su funcionamiento interno.
En una computadora hay cables y circuitos eléctricos que transmiten toda la información. ¿Cómo se puede almacenar o representar información mediante la electricidad?
Bueno, si tienes un solo cable con electricidad, la señal podría estar encendida o apagada. No hay muchas opciones, pero es un comienzo realmente importante. Con un cable, podemos representar un sí o un no, verdadero o falso, uno o cero, o cualquiera otra posibilidad que tenga solo dos opciones. Este estado de encendido/apagado de un solo cable se llama bit, y es la pieza más pequeña de información que puede almacenar una computadora.
Si usas más cables, obtienes más bits: más unos y ceros. Más bits significa que puedes representar información más compleja. Pero, para entenderlo, necesitamos aprender sobre algo llamado el sistema de números binarios.
En el sistema de números decimales, tenemos diez dígitos de cero a nueve, y así es como aprendemos a contar. En el sistema de números binarios, solo tenemos dos dígitos: cero y uno, que nos permiten contar hasta cualquier número.
Así es cómo funciona. En el sistema numérico decimal al que todos estamos acostumbrados, cada posición en un número tiene un valor diferente. Está la posición 1, la posición 10, la posición 100 y así sucesivamente. Por ejemplo, un 9 en la posición 100 es 900. En el sistema binario, cada posición también tiene un valor. Pero, en lugar de multiplicar por 10 cada vez, multiplicamos por 2. Así, está la posición 1, la posición 2, la posición 4, la posición 8 y así sucesivamente. Por ejemplo, el número 9 en binario es 1001. Para calcular el valor, sumamos 1 vez 8, más 0 veces 4, más 0 veces 2 más 1 vez 1. Casi nadie hace este cálculo porque las computadoras lo hacen por nosotros. Lo importante es que se puede representar cualquier número con unos y ceros, o con un manojo de cables que se enciendan y apaguen. Cuantos más cables uses, más números puedes almacenar. Con 8 cables, puedes almacenar los números del 0 al 255. Esos son 8 unos. Con solo 32 cables, puedes almacenar desde 0 hasta 4 mil millones. Con el sistema numérico binario, puedes representar cualquier número que quieras.
¿Pero qué ocurre con otros tipos de información, como texto, imágenes o sonido? Resulta que todas estas cosas también pueden representarse con números. Piensa en todas las letras del alfabeto. Podrías asignar un número a cada letra. La A podría ser 1, la B podría ser 2, etcétera. Puedes representar cualquier palabra o párrafo como una secuencia de números. Y, como vimos, estos números se pueden almacenar como señales eléctricas encendidas o apagadas. Cada palabra que ves en una página web o tu teléfono se representa mediante un sistema como este.
Ahora, veamos qué pasa con las fotos, los videos y todos los gráficos que aparecen en una pantalla.
Todas estas imágenes están hechas de puntos minúsculos llamados pixeles, y cada pixel tiene un color. Cada uno de los colores se puede representar con números. Si consideramos que una imagen típica tiene millones de estos pixeles, y un video típico muestra 30 imágenes por segundo, estamos hablando de muchos datos.
Cada sonido es, básicamente, una serie de vibraciones en el aire. Las vibraciones se pueden representar gráficamente como una onda. Cualquier punto en esa onda se puede representar con un número. De esta manera, se puede dividir un sonido en una serie de números. Si quieres una mejor calidad de sonido, seleccionarás el audio de 32 bits o uno de 8 bits. Más número de bits significa un mayor rango de números.
Si usas una computadora para escribir código o crear tu propia aplicación, no trabajas directamente con estos ceros y unos, pero sí con imágenes, sonido o videos. Así, si quieres entender cómo funcionan las computadoras por dentro, todo se reduce a estos simples ceros y unos, y a las señales eléctricas en los circuitos que están detrás de ellos.