Autor Tema: ¿Por qué se usan bits?

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12 Marzo, 2025, 12:30 am
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Tachikomaia

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Sé que tiene que ver con electricidad, quizá cargado o no cargado, espacios.

Pero es poco intuitivo y no sé tanto. En un pequeño trozo de papel puedo escribir por ejemplo 1234567890, pero para escribir eso en binario, no sólo necesitaría más espacio, sino que debería traducirlo. No parece haber ventaja en usar binario entonces. Además usamos letras. Entonces hay algo más en cómo se guarda la info, porque sino no se sabría cuando una cantidad binaria representa un número o una letra. Igual lo que estaba por decir es que tampoco tiene sentido que para representar una letra, que cabe en cierto espacio, se usen muchos 0s y 1s. Claro que una letra es un montón de puntos pintados o no pintados, pero en fin, no me convence que 0s y 1s sean lo mejor.

12 Marzo, 2025, 03:10 am
Respuesta #1

mathtruco

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Hola Tachikomaia.

Seguro un electrónico podrá explicarlo mejor que yo, pero haré el intento.

Imagina que quieres almacenar información en una máquina, ¿cómo lo harías? Ojo: olvídate que conoces los computadores, tómate un momento en pensar cómo almacenar información en una máquina, para luego hacer operaciones.

No pienses en la representación del número 1, o la letra A. ¿Cómo harías que esta máquina guarde eso?

La forma que ingeniaron los genios del siglo 19, es con 1 o 0, es decir, pasa corriente o no pasa, es decir, está enchufado el cable o no. Dale un vistazo a las tarjetas perforadas.

Una vez que uno puede tener esta información, puede hacer operaciones, pero en el mundo binario. Mira la tabla del código ASCII. Verás que en 8 bits (llamado byte) puedes almacenar los números del 0 al 9, letras mayúsculas y minúsculas y algunos caracteres más, como los espacios y saltos de línea.

Con esto, puedes almacenar todos estos caracteres sólo con 1 y 0 (pasa la corriente o no).

Y ¿cómo almacenarías una imagen?

Los genios pensaron que si la imagen estaba constituida por nxm cuadrados (llamados pixeles), donde en cada cuadrado sabemos el color, era suficiente para guardar una imagen. Recuerda que todo computador, incluso el más potente, tiene memoria finita, así que es imposible guardarlo todo, y una imagen de nxm es lo mejor que podemos guardar. Pero, ¿cómo sabe el computador qué color es? Por ejemplo, con RGB, es decir, todo color resulta de mezclar una cantidad de rojo (red), verde (green) y azul (blue), ¿cuánta cantidad? Desde 0 (nada de ese color) hasta 255 (100% del color). Justamente, un byte (igual a 8 bits) permite almacenar 256 números (del 0 al 255). Por lo que para almacenar el color de cada pixel se requieren 3 bytes (uno para rojo, otro para verde, y otro para azul).

Entonces una imagen de 100x200 pixeles está almacenada en 100x200x3=60000=60 kilobyte.

¿Se te ocurre otra forma de almacenar una imagen en una máquina? Recuerda que no sólo queremos guardarla, además queremos hacer cosas con ella.

De esta forma, no sólo los números, sino las imágenes también son una seguidilla de 0 y 1. Entonces, tenemos un discoduro que guarda todo de la misma forma, lo que es coherente y útil.

¿Te hace más sentido que todo en el pc se almace con 0 y 1?

12 Marzo, 2025, 06:37 am
Respuesta #2

Masacroso

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Sólo comentar que el concepto de bit lo crea el ingeniero Claude Shannon a mediados del siglo XX. Aparece por primera vez en papel en 1948. Es decir, es un concepto mucho más moderno de lo que se cree. Parece que una idea anterior, de 1928, fue un precursor del concepto de bit, pero como digo no se formuló concretamente hasta 1948.

Sí, amigos, la historia de los siglos XIX y XX es fascinante, por la enorme cantidad de cambios que se produjeron, especialmente en el siglo XX. Diría que el 90% de las matemáticas que se estudian hoy (y creo que el porcentaje se queda corto) se desarrollaron en el siglo XX (aunque su origen sea unos siglos anteriores no terminaron de despuntar hasta desarrollos que se dieron en el siglo XX), especialmente desde Hilbert y el nacimiento de la lógica matemática, la teoría de conjuntos, y el advenimiento de la teoría computacional a partir de la tesis de Church-Turing-Markov-Post-etc... que se conoce más cómodamente como la tesis de Church-Turing y se suele formular (por su sencillez) a partir del concepto de máquina de Turing.

Perdón por el off-topic, pero es que el siglo XX fue alucinante en tantos aspectos que a los historiadores del futuro seguro les ocupe casi toda su carrera. ¿Que nos deparará el futuro?

12 Marzo, 2025, 08:35 am
Respuesta #3

feriva

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Sé que tiene que ver con electricidad, quizá cargado o no cargado, espacios.

Pero es poco intuitivo y no sé tanto. En un pequeño trozo de papel puedo escribir por ejemplo 1234567890, pero para escribir eso en binario, no sólo necesitaría más espacio, sino que debería traducirlo. No parece haber ventaja en usar binario entonces. Además usamos letras. Entonces hay algo más en cómo se guarda la info, porque sino no se sabría cuando una cantidad binaria representa un número o una letra. Igual lo que estaba por decir es que tampoco tiene sentido que para representar una letra, que cabe en cierto espacio, se usen muchos 0s y 1s. Claro que una letra es un montón de puntos pintados o no pintados, pero en fin, no me convence que 0s y 1s sean lo mejor.
¿Por qué se usaba el código Morse, o las señales de humo u otras cosas así, antes de que se inventaran otra formas de comunicación? Pues porque a nadie se le había ocurrido más que eso o todavía no había tecnología para llegar a más. Antes de que se inventarán los números indios o árabes se usaban los números romanos, y, antes de los romanos, los hombre más primitivos harían rayitas. De hecho, los números romanos empiezan siendo simples rayitas, pero, luego, se inventan otros símbolos para abreviar. Sin embargo, esos otros símbolos no son más que rayitas también, rayitas agrupadas que, además, se pueden distinguir por su inclinación sobre el papel. Con la informática pasa algo parecido, hay bits, bytes, kilobites, etc., conjuntos que permiten más combinaciones, lo que pasa es que en vez de combinar características como la posición o inclinación de unos palos, combinan celdas cargadas o no cargadas de una cierto conjunto. Así, por poner un ejemplo, tienes lo que se llama “complemento a dos” para distinguir números negativos de positivos, según los números binarios empiecen por cero o por uno. Añadido a esto tienes muchas más cosas, las direcciones de distintas direcciones de memoria, por ejemplo.

No son sólo bits, los bits son los átomos que forman toda esa “materia”, igual que pasa con todo lo demás; las letras tienen unos elementos, que son los segmentos que distingues al formar ángulos, curvas... lo que sea, pero el elemento más primario es el punto, que ni siquiera es una cosa material, porque un punto no es un redondelito pequeño, es un concepto matemático, una posición en el espacio.

Saludos.

12 Marzo, 2025, 12:08 pm
Respuesta #4

argentinator

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La información se transmite usualmente mediante corrientes eléctricas con determinados niveles de voltaje.

Uno podría intentar usar un sistema numérico en base diez, digamos,
para lo cual se emplearían diez niveles distintos de voltaje,
Para que la información sea fiable, los valores de estos voltajes tienen que estar separados,
porque no es fácil mantener un voltaje a un nivel fijo.
Ante la mínima perturbación, se confundiría un dígito con otro.

El diseño electrónico asociado a esta necesidad de distinguir voltajes es más sencillo
si se hace solamente para dos valores distintos,
dando voltaje bajo (bit 0) y voltaje alto (bit 1),
y es más claro el diseño para controlar los errores.

Así que no sé si es la electrónica la razón por la cual la inormación se estructura en binario.
Para poder escalar a dispositivos que manejen grandes volúmenes de información,
tiene que haber un diseño básico sencillo y fiable en el control de errores.

Te invito a investigar más sobre el tema,
ya que te doy una respuesta rápida para salir del paso tan solo.

Saludos.

12 Marzo, 2025, 07:57 pm
Respuesta #5

mathtruco

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Sólo comentar que el concepto de bit lo crea el ingeniero Claude Shannon a mediados del siglo XX. Aparece por primera vez en papel en 1948. Es decir, es un concepto mucho más moderno de lo que se cree. Parece que una idea anterior, de 1928, fue un precursor del concepto de bit, pero como digo no se formuló concretamente hasta 1948.
(...)

Toda la razón Masacroso, yo pensaba que el sistema binario era anterior.

12 Marzo, 2025, 08:15 pm
Respuesta #6

Masacroso

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Sólo comentar que el concepto de bit lo crea el ingeniero Claude Shannon a mediados del siglo XX. Aparece por primera vez en papel en 1948. Es decir, es un concepto mucho más moderno de lo que se cree. Parece que una idea anterior, de 1928, fue un precursor del concepto de bit, pero como digo no se formuló concretamente hasta 1948.
(...)

Toda la razón Masacroso, yo pensaba que el sistema binario era anterior.


Sí, el sistema binario es mucho más antiguo (si asumimos los fundamentos del I Ching como el sistema binario más antiguo conocido pues nos vamos al 3000 a.C. posiblemente, hasta el héroe mitológico Fu Xi que cumple el papel de Prometeo en la cultura china, Leibniz estudió las matemáticas chinas y dio a conocer en Europa el "sistema binario"), pero el concepto de bit es mucho más moderno, como la "cantidad mínima de información".

14 Marzo, 2025, 10:49 pm
Respuesta #7

Tachikomaia

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Hace años buscaba un lenguaje de programación actual que me gustara y por no hallarlo empecé a pensar cómo programar sin PC, como en algunas películas donde un objeto mueve a otro.
No sé.
Por tener al lado un reloj pienso es algo así, una flecha apuntando a algún lado.
En la antiguedad tengo entendido que algunos se comunicaban con agua, tenían una especie de piscina cada uno digamos conectada por un tubo y echaban agua para avisar cómo estaba la fortaleza, o si echaban era para avisar de un ataque, o dependía de cuánto echaban. Bueno, a la máquina en distintas zonas se le podría poner diferentes pesos.
Pero todo eso es peor que los bits, chiquitísimos.

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No pienses en la representación del número 1, o la letra A. ¿Cómo harías que esta máquina guarde eso?
¿Cómo que no piense en representaciones, cómo guardo entonces?

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Verás que en 8 bits (llamado byte) puedes almacenar los números del 0 al 9, letras mayúsculas y minúsculas y algunos caracteres más, como los espacios y saltos de línea.
Eso aclara mis dudas iniciales, básicamente es código hexadecimal, eso había visto, pero pensé que era una especie de traducción del binario, no sé si me explico. Supongo que no xD

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¿Se te ocurre otra forma de almacenar una imagen en una máquina? Recuerda que no sólo queremos guardarla, además queremos hacer cosas con ella.
No se me ocurre, salvo lo que comenté en el tema del que cree haber superado la entropía.
Hay diferentes formatos, creo que el PNG es menos pesado que el BMP, pero no sé cómo lo logran.

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¿Te hace más sentido que todo en el pc se almace con 0 y 1?
Pero usas 8 "cosas", no sé, en ese aspecto sigo como al inicio...

14 Marzo, 2025, 11:17 pm
Respuesta #8

feriva

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Verás que en 8 bits (llamado byte) puedes almacenar los números del 0 al 9, letras mayúsculas y minúsculas y algunos caracteres más, como los espacios y saltos de línea.
Eso aclara mis dudas iniciales, básicamente es código hexadecimal, eso había visto, pero pensé que era una especie de traducción del binario, no sé si me explico. Supongo que no xD


Es que es una traducción. Hexadecimal no es otra cosa que base 16, 16 símbolos en vez de 2 como en binario o en vez de 10 como en decimal. Pero eso que dice mathtruco no tiene que ver concretamente con la base 16. La base hexadecimal se usaba mucho para programar en código máquina antiguamente con el Sprectum, por ejemplo. Era más cómodo que en decimal o en binario. También se podían meter lo que se llamaban pokes directamente en memoria mediante números “normales”, en base decimal, lo que se decía “pokear” en memoria. El lenguaje Basic del Spectrum tenía la orden “poke” que era para eso nada más. Y, después, con la orden “data” y no me acuerdo cuáles más, podías dibujar muñequitos como decías tú por ahí, en binario, con unos y ceros (eran como los muñequitos de punto de cruz que hacían las mujeres antes) donde ponías un 1 salía un cuadradito negro y donde había un cero se quedaba del color de la pantalla. Pero eso no era programar en código máquina, eso era dibujar en Basic de la única manera que se podían dibujar los muñequitos.

Saludos.

20 Marzo, 2025, 04:26 am
Respuesta #9

Tachikomaia

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los hombre más primitivos harían rayitas.
Cuando pensé cómo enseñar a quien nada sepa, pareció lo más lógico (ver sistema maya):
https://en.wikipedia.org/wiki/Numeral_system