miércoles, 22 de octubre de 2014

Conceptos informáticos básicos

Actualmente estudio (más o menos) en la UNADMX, en la carrera de Ingeniería en Desarrollo de Software. ¿Qué puedo decir? Pues que la verdad creo que podrían mejorar bastante algunas materias mas como ya estamos aquí iré haciendo un resumen de los apuntes que vea en la asignatura y sirve que de paso hago crecer el blog. Bien, estoy en la primera unidad y ya comienzan los conceptos.

Conceptos informáticos básicos

El término computadora, desde el punto de vista de la actualidad, empapada de tecnología, se define como un dispositivo electrónico capaz de tratar gran cantidad de información, con tareas generales como: almacenar, organizar, gestionar, actualizar, entre otras. Los nombres que con mayor frecuencia se utilizan para referirse a este dispositivo son: computadora, terminal, servidor, terminal tonta, ordenador, nodo y PC.
Ahora bien, la unidad mínima que soporta un computador es un bit, el cual es la representación en sistema binario de un 1 o un 0, que en términos de electrónica 1 simboliza presencia de alto voltaje y 0 baja presencia de voltaje. Mientras que un byte es la unidad mínima de almacenamiento del ordenador y representa 8 bits, que en conjunto conforman un carácter cualquiera de los 256 que conforman el código ASCII, que más adelante se mencionará a detalle. Es importante tener clara la diferencia entre bit y byte, ya que son términos esenciales en cuanto a informática se refiere.
Las computadoras trabajan por medio de sistemas numéricos: binario, decimal, octal y hexadecimal.

Sistema numérico binario

Por su sencillez el sistema numérico se utiliza para manejo de datos es el sistema Binario, en él se emplea la notación posicional a partir de sólo dos dígitos (0,1). Su lógica parte de que el cero representa un espacio apagado, vacío o con cero volts, mientras que el uno representa un espacio encendido, energizado o con +5 o +12 volts. Si se invierte esa relación se genera lo que se conoce como lógica negativa.
Los espacio ocupados por los dígitos se llaman bit, de modo que 1010 contiene cuatrobits, 100 contiene 3, 10 contiene dos, y así en lo subsecuente con cualquier unidad que se quiera representar.

El sistema Binario parte de la notación posicional, de modo que el valor de cada dígito depende directamente de la posición que tiene en la serie completa. En este caso la base numérica es dos.
Por lo que tenemos que existen dos dígitos (0 ó 1) en cada posición del número. Para obtener el número decimal de uno en binario, comenzando por el lado derecho del número en binario, se debe multiplicar cada cifra por dos elevado a la potencia consecutiva, iniciando por la potencia 0 (20). Una vez realizadas cada una de las multiplicaciones, se suman los resultados de ellas, lo que reflejará el número equivalente al sistema decimal. Por ejemplo, el número 11012 (en base 2) es:
Uno por dos elevado a la tres más uno por dos elevado a la dos más cero por dos elevado a la uno más dos elevado a la cero igual a ocho más cuatro más cero más uno igual a trece a la diez
Sistema numérico decimal

El sistema numérico Decimal posee diez dígitos diferentes y es el que actualmente se utiliza más comúnmente. El sistema numérico decimal es un sistema de numeración posicional, por lo que el valor del dígito depende de su posición dentro del número, es decir:
Cuatro mil ochocientos veintitrés punto veintinueve igual a cuatro por mil más ocho por cien más dos por diez más tres por uno más dos por punto uno más nueve por punto cero uno igual a cuatro por diez a la tres más ocho por diez a la dos más dos por diez a la uno más tres por diez a la cero más dos por diez a la menos uno más nueve por diez a la menos dos
El número decimal A se debe multiplicar por 10n, en donde n es positivo o negativo de acuerdo a la posición de los dígitos respecto del punto. Los dígitos a la izquierda del punto toman el valor correspondiente a las potencias positivas de la base (10, en este sistema), en función de la posición que ocupan en el número, y representan al dígito de las unidades (100=1), decenas (10¹=10), centenas (10²=100), etcétera. Los dígitos a la derecha del punto representan al dígito de las décimas (10-1=0.1), centésimas (10-2=0.01), milésimas (10-3=0.001), etcétera. Los resultados de estás multiplicaciones serán mayores o iguales que uno si el dígito se localiza a la izquierda del punto decimal, en cambio, el valor será menor que uno si el dígito se localiza a la derecha del punto decimal.

Por ejemplo, el número 5432.789 expresado en la notación posicional es:
En la figura se ejemplifica un numero expresado en notación posicional, en la columna de la izquierda primero dos por diez a la cero igual a dos, segundo tres por diez a la uno igual a treinta, tercero cuatro por diez a la dos igual a cuatrocientos y cuarto cinco por diez a la tres igual a cinco mil; en la columna de la derecha primero siete por diez a la menos uno igual a cero punto siete, segundo ocho por diez a la menos dos igual a cero punto cero ocho, tercero nueve por diez a menos tres igual a cero punto dos ceros antes del nueve.
Con el fin de aclarar el procedimiento utilizado, es necesario revisar lo siguiente:
En la imagen se describe la notación posicional del sistema decimal en la columna izquierda donde diez a la menos seis es igual a cero punto y cinco ceros antes del uno, diez a la menos cinco igual a cero punto y cuatro ceros antes del uno, diez a la menos cuatro igual a cero punto y tres ceros antes del uno, diez a la menos tres igual a cero punto y dos ceros antes del uno, diez a la menos dos igual a cero punto y un cero antes del uno, diez a la menos uno igual a cero punto uno, diez a la cero igual a uno; en la columna derecha se indica la siguiente numeración 10 a la cero igual a uno, diez a la uno igual a diez, diez a la dos igual a cien, diez a la tres igual a mil, diez a la cuatro igual a diez mil, diez a la cinco igual a cien mil y diez a la seis igual a un millón.
Notación posicional del sistema decimal
Ahora se revisarán dos maneras para convertir números decimales en binarios.
La primera forma es dividir los decimales entre dos, cuyo resultado entero se vuelve a dividir entre dos, y así continuamente, ordenando los restos del último al primero. Por ejemplo, 74 en decimal es 1001010 en binario, porque:
Esta imagen describe la manera de indicar números decimales a binarios,  setenta y cuatro entre dos igual a treinta y siete sobrando cero, treinta y siete entre dos igual a dieciocho sobrando uno, dieciocho entre dos igual a nueve sobrando cero, nueve entre dos igual a cuatro sobrando uno, cuatro entre dos igual a dos sobrando cero, dos entre dos igual a uno sobrando cero y uno entre dos igual a cero sobrando uno.
La segunda manera para convertir números decimales en binarios es realizar divisiones sucesivas entre dos y colocando un cero o un uno de lado derecho dependiendo si el número es par o impar. Si es impar, se le resta uno y se continúa con las divisiones hasta llegar a uno. Posteriormente, se coloca del lado derecho un 1 si es impar y un cero si es par. Finalmente se ordenan los dígitos de abajo hacia arriba, por ejemplo, 131 en decimal es 10000011 en binario, porque:
La figura describe la equivalencia de numeros decimales a binarios, ciento treinta y uno igual a uno, sesenta y cinco igual a uno, treinta y dos igual a cero, dieciseis igual a cero, ocho igual a cero, cuatro igual a cero, dos igual a cero, uno igual a uno.
Los números octales pueden construirse a partir de números binarios, agrupando cada tres dígitos consecutivos de estos últimos (de derecha a izquierda) y obteniendo su valor decimal. Por ejemplo, el número 74 (en decimal) es 1001010 (en binario), si éste lo agrupamos como 1 001 010, obtenemos que 74 es 112 en octal porque:
Aquí se representa como se presentan los números binarios de forma octal, columna izquierda binario tres veces cero, cero cero uno, cero uno cero, cero uno uno, uno cero cero, uno cero uno, uno uno cero, uno uno uno; en la columna derecha octal cero, uno, dos , tres, cuatro, cinco, seis, siete.
Es conveniente mencionar que la cantidad correspondiente en octal se concentra de izquierda a derecha.
Sistema numérico hexadecimal
Un sistema muy utilizado en la informática actual es el Sistema Hexadecimal, gracias a su facilidad de conversión al formato binario. En este caso se utiliza como base el 16, y al igual que los sistemas vistos con anterioridad, cada dígito altera su valor dependiendo de su lugar en la cadena de dígitos por ejemplo, el número 1234 es igual a:
Uno por dieciseis a la tres mas dos por dieciseis a la dos mas tres por dieciseis a la uno mas cuatro por dieciseis a la cero igual a cuatro mil noventa y seis mas quinientos doce mas cuarenta y ocho mas cuatro igual a cuatro mil seiscientos sesenta
Debido a que el sistema usual de numeración es de base decimal, contando con sólo diez dígitos, se utilizan las primeras seis letras del alfabeto latino para suplir los dígitos faltantes, por lo que el sistema numérico hexadecimal está conformado por los dígitos 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E y F, donde A=10, B=11, C=12, D=13, E=14 y F=15.

La conversión de un número hexadecimal a binario se logra sustituyendo los correspondientes cuatro bits para cada dígito que compone la serie. Por ejemplo:
0 A B C D h =1010 1011 0000 1100 1101 b
Esta figura nos representa la forma de expresar de sistema binario a hexadecimal, en la columna de la izquierda binario, cero cero cero cero, cero cero cero uno, cero cero uno cero, cero cero uno uno, cero uno cero cero, cero uno cero uno, cero uno uno cero, cero uno uno uno, uno cero cero cero, uno cero cero uno, uno cero uno cero, uno cero uno uno, uno uno cero cero, uno uno cero uno, uno uno uno cero, uno uno uno uno; en la columna derecha hexadecimal, cero, uno, dos, tres, cuatro, cinco, seis, siete, ocho, nueve, la letras que se utilizan y en mayúscula son a, b, c, d, e, f.

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