4.El Sistema Binario,el lenguage de los ordenadores

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Desde la época romana, el ser humano  viene utilizando 10 símbolos (desde el 0 hasta el 9) para representar los datos numéricos, esta forma de representación recibe el nombre de  Sistema Decimal, algunas opiniones apuntan a que se eligieron diez símbolos por el número de dedos de las manos que siempre nos han servido de ayuda para contar.

Sin embargo cuando se empezaron a diseñar los ordenadores se llegó a la conclusión de que era mucho más fácil construir máquinas capaces de representar la información con sólo 2 símbolos (el  0 y el 1) que con diez, esta forma de representar la información se conoce como Sistema Binario.

 

Ilustración de codificación binaria (Fuente: batanga.com)

Para un ordenador toda la información se almacena en forma de ceros y de unos, esos ceros y unos se guardan de diferentes modos dependiendo del dispositivo:

• Mediante cargas eléctricas: Dispositivos como la memoria RAM o los pendrive están formados por transistores o condensadores, que son minúsculas baterías capaces de almacer una carga eléctrica, de modo que si contiene carga eléctrica con un voltaje normal el ordenador lo entiende como un uno y si contiene un voltaje bajo lo entiende como un cero.

Esquema ilustrativo de información almacenada en una memoria RAM (Fuente: Elaboración propia)

•  Mediante cargas magnéticas: En dispositivos de almacenamiento magnéticos como el disco duro o el obsoleto disquete, la información se guarda en forma de cargas magnéticas sobre la superficie de los discos. Esas cargas son leídas por un cabezal que se mueve a la vez que los discos van girando.

Esquema ilustrativo de información almacenada en la superficie de un disco duro (Fuente: Elaboración propia)

• Mediante la luz: En los dispositivos ópticos como el CD, DVD o Blueray, la información se guarda y se lee mediante la luz láser. La superficie de este tipo de discos esta formada por microscópicos valles  y cumbres que representan a los ceros y a los unos. Para leer la información el disco va girando y un láser va incidiendo sobre su superficie de forma cuando el láser cae sobre una cumbre se refleja sobre un fotodetector que al recibir la luz le indica al ordenador mediante un pulso elétrico que en esa posición había un uno. Cuando el láser incide sobre un valle no se refleja y al no llegar luz al fotodetector , el ordenador lo toma como un cero.

Esquema ilustrativo de información almacenada en un DVD (Fuente: Elaboración propia)

 

Como hemos visto un ordenador representa las cantidades numéricas usando solamente el 0 y el 1, a continuación veremos como podemos pasar un número expresado en el sistema decimal a binario y viceversa:

• Conversión de un número de decimal a binario: Para averiguar cómo codificaría un ordenador un número que está expresado en el “sistema decimal” habrá que dividir dicho número consecutivamente entre 2, hasta que no sea posible la división, y quedarse con los restos de todas las divisiones empleadas en orden inverso, así por ejemplo el número 77 un ordenador lo representaría como 100101.

Esquema del paso de un número de decimal a binario (Fuente:Elaboración propia)

 

Así pues si el número 77 almacenado en memoria RAM se almacenaría como cuatro transistores con voltaje normal y tres con voltaje bajo:

Ejemplo gráfico del número 77 almacenado en binario en los transistores de una memoria (Fuente:Elaboración propia)

Si el número 77 estuviese grabado en un disco su representación sería:

Ejemplo gráfico del número 77 almacenado en binario en la superficie de un disco duro (Fuente:Elaboración propia)

 

En un DVD el número 77 estaría representado en binario de la siguiente manera:

Ejemplo gráfico del número 77 almacenado en binario en la superficie de un DVD (Fuente:Elaboración propia)

•  Conversión de un número de binario a decimal: El paso contrario puede hacerse mediante el método de los pesos, consistente en asociar al dígito binario situado más a la derecha el peso 1, el que le sigue a su izquierda el peso 2, el siguiente 4 y así vamos doblando el peso de los restantes con respecto al que tienen a su derecha. Una vez asignados todos los pesos sumamos solamente aquellos en que corresponden a aquellos dígitos binarios de valor 1. Veámoslo con el siguiente ejemplo, imaginemos que queremos convertir el número binario 101001  a decimal:

El número en decimal es igual a la suma de todos los pesos que correspondientes a los dígitos binarios que tienen como valor 1:

Nºen decimal= 32+8+1  =  41

Pero en un ordenador no solamente se pueden guardar números, también puede almacenar entre otras cosas texto, entonces ¿Cómo lo hace si como acabamos de ver un ordenador sólo entiende de ceros y de unos? Este problema lo resuelven asignando a cada carácter de texto (que puede ser una letra, un dígito o un símbolo como la "@") una secuencia de dígitos binarios (unos y ceros), que es única para cada carácter. Al conjunto de caracteres que puede representar el ordenador junto con su código binario asignado se le llama código de caracteres, uno de los primeros en utilizarse fue el código ASCII (American Standard Code  for Information Interchange) y usa una secuencia de 8 dígitos binarios o bits para cada carácter. La tabla completa de códigos ASCII tiene 256 caracteres, en la siguiente tabla podemos ver algunos ejemplos de caracteres junto con su código ASCII asignado tanto en binario como en decimal:

 

Tabla con algunos caracteres ASCII junto con su código asignado en binario y en decimal (Fuente:Elaboración propia)

Veamos un ejemplo: imaginemos que queremos saber como estaría almacenado en binario en un ordenador la palabra "Hola" codificada en ASCII, para ello habría que buscar en la tabla el código binario asignado a cada carácter:

Ejemplo de codificación ASCII de la palabra "Hola" (Fuente:Elaboración propia)