Objetivos
a) El alumno será capaz de codificar y decodificar la representación de caracteres. b) El alumno realizará conversiones de números enteros entre distintas bases.
Al final de esta práctica el alumno podrá:
1. Comprender cómo se almacenan los datos en los diferentes medios de un sistema de cómputo.
Antecedentes
1. Conocer y manejar un buscador en Internet.
Introducción
La ciencia de la computación tiene que ver con la forma en que se representa, se procesa, se guarda y se transmite la información. Para esto se hace uso de dos tipos de elementos que se conocen como circuitería y programas.
La circuitería comprende todos los elementos físicos de la computadora y de su equipo periférico, como son las impresoras, graficadoras, pantallas (monitores), medios magnéticos, ópticos o discos duros para almacenar información. Es importante mencionar que a la circuitería del procesador central se le conoce también con el nombre de
arquitectura. Por otra parte, los programas se encuentran conformados por las series de
instrucciones que hacen posible el funcionamiento de la computadora.
Las computadoras se construyen a partir de dispositivos de conmutación que reducen toda la información a ceros y unos, es decir, que representan los números usando el sistema binario, un sistema que denota todos los números con combinaciones de dos dígitos. Por lo tanto, el potencial de la computadora se basa en sólo dos estados electrónicos: encendido y apagado. Las características físicas de una computadora permiten que se combinen estos dos estados electrónicos para representar letras, números, colores.
Esto es así debido a que este sistema de numeración es el más adecuado para ellas. Es fácil comprender lo anterior si se piensa que para utilizar los números en su forma decimal, las computadoras necesitarían diez niveles diferentes de voltaje para poder expresar diez dígitos. Por otro lado, los dígitos binarios 0 y 1 pueden representarse si se utilizan circuitos electrónicos muy simples, los cuales sólo necesitan prenderse o apagarse. Con base en lo anterior, la única información que se puede manejar de esta manera se reduce a un sí o a un
no.
Un estado electrónico de encendido o apagado se representa por medio de un bit (dígito binario). La presencia o la ausencia de un bit se conoce como un bit encendido o un bit
apagado, respectivamente. En el sistema de numeración binario y en el texto escrito, el bit
encendido es un 1 y el bit apagado es un 0.
Además de los sistemas de numeración decimal y binario, en el campo de la programación se utilizan con mucha frecuencia el octal y el hexadecimal. El primero se basa en ocho dígitos cuyos símbolos van desde el 0 hasta el 7, de modo que el número decimal ocho se representa por 10, el nueve por 11 y así sucesivamente. El sistema hexadecimal emplea 16 dígitos cuyos símbolos van desde el 0 hasta F. En otras palabras, los números decimales 10, 11, 12, 13, 14 y 15, se representan por A, B, C, D, E y F, en el sistema hexadecimal respectivamente. En este sistema el número decimal 16 se representa por 10, el 17 por 11 y así sucesivamente.
Las computadoras cuentan con software que convierte automáticamente los números decimales en binarios y viceversa. El procesamiento de números binarios de la computadora es totalmente invisible para el usuario humano.
La información de 0 y 1 utilizadas por las computadoras no tienen ninguna utilidad en sí si no representan una información útil para el usuario. En ese sentido, es necesario establecer una relación entre los 0 y 1 de las computadoras y las informaciones alfanuméricas, de audio, vídeo o cualquier otra naturaleza utilizada por el hombre. Para hacer eso, existe el procedimiento llamado codificación, donde el código es la tabla de correspondencia que relaciona la información alfanumérica, de audio o de vídeo con la información binaria. Para que las palabras, frases y párrafos se ajusten a los circuitos exclusivamente binarios de la computadora, se han creado códigos que representan cada letra, dígito y carácter especial como una cadena única de bits. El código más común es el ASCII (American Standard
Code for Information Interchange, Código estándar estadounidense para el intercambio de
información). Un grupo de bits puede representar colores, sonidos y casi cualquier otro tipo de información que pueda llegar a procesar una computadora. La computadora almacena los programas como colecciones de bits, lo mismo que los datos.
Aunque el lenguaje de máquina es el más adecuado para las computadoras, no lo es así para el hombre. Si fuese necesario que el ser humano utilizara dicho lenguaje para comunicarse con las máquinas, se tendrían más problemas de los que se intentan resolver. Para dar solución a lo anterior se crearon los lenguajes de alto nivel, los cuales consisten en una serie de instrucciones que pueden ser entendidas y aprendidas por el hombre. Dentro de la computadora, estos programas, comprensibles para el hombre, son traducidos al lenguaje de máquina por programas llamados compiladores.
Ejemplos
1. Obtener el equivalente de un número octal en sistema binario
Cuando se desea obtener el equivalente de un número hexadecimal en el sistema binario, debe considerarse que un dígito hexadecimal equivale a cuatro dígitos binarios.
Pero si se tiene un número octal y se desea obtener su equivalente en el sistema binario, entonces debe considerarse que un dígito octal equivale a tres dígitos binarios.
Por ejemplo, sea el número 3458, obtener su equivalente en el sistema binario.
Haciendo uso de la tabla de valores posicionales, en cada número se coloca una con los
valores correspondientes a 20, 21 , 22 , por lo que cada tabla queda de la siguiente manera:
22 21 20
que al sustituir los valores en cada posición, se obtiene la tabla que comúnmente se utiliza: 4 2 1
Al colocar una tabla debajo de cada número se observa lo siguiente:
3 4 5 4 2 1 4 2 1 4 2 1
Para obtener el equivalente, se habilitan (poner un 1) los números de cada tabla que al sumarlos den como resultado el dígito octal que se encuentra encima de ésta. Esto es, para obtener un tres, se habilita el 2 y el 1, los demás dígitos de la tabla se deshabilitan (poner un 0).
En el ejemplo se tiene:
3 4 5 4 2 1 4 2 1 4 2 1
0 1 1 1 0 0 1 0 1
Por lo cual, el equivalente en binario del número octal 345 es 01110010. 2. Obtener la representación binaria de un número decimal
A continuación se ilustra el procedimiento de divisiones sucesivas, el cual se utiliza para cambiar un número decimal a su representación binaria.
1389 / 2 = 694 sobra 1 694 / 2 = 347 sobra 0 347 / 2 = 173 sobra 1
173 / 2 = 86 sobra 1 86 / 2 = 43 sobra 0 43 / 2 = 21 sobra 1 21 / 2 = 10 sobra 1 10 / 2 = 5 sobra 0 5 / 2 = 2 sobra 1 2 / 2 = 1 sobra 0 1 / 2 = 0 sobra 1
El número decimal 1389 está representado por el número binario 10101101101, y éste se obtiene al leer los residuos de las divisiones empezando por el último y terminando con el primero (es decir, de abajo hacia arriba).
Ejercicios propuestos
1. Escribir la definición de bit. 2. Escribir la definición de byte. 3. Escribir la definición de palabra. 4. Explicar qué es el código EBCDIC
5. Buscar en Internet una tabla del código ASCII, indicar la página. 6. Buscar en Internet una tabla del código EBCDIC, indicar la página.
7. Hacer uso de la tabla del código ASCII para buscar el equivalente decimal de los siguientes caracteres: a) @ b) i c) A d) ; e) 8 f) 0 g) * h) ~ i) \ j) h k) # l) 5 m) % n) L o) d
8. Obtener el equivalente en binario de los caracteres del punto 7.
9. Escribir el nombre completo del usuario y representar cada letra en binario. 10. Obtener el equivalente en hexadecimal de los caracteres del punto 9.
11. Hacer uso de la tabla del código EBCDIC para buscar el equivalente decimal de los siguientes caracteres:
a) % b) @ c) 6
d) g e) F f) & g) ? h) : i) 2 j) $ k) m l) 0 m) o n) + o) (
12. Obtener el equivalente en binario de los caracteres del punto 11. 13. Obtener el equivalente en hexadecimal de los caracteres del punto 11.
14. Crear un código que permita representar las letras minúsculas, mayúsculas, números y algunos caracteres especiales.
15. Los colores en el código html se representan en hexadecimal empleando 6 dígitos, donde los primeros 2 representan la componente en rojo (R ), los 2 siguientes la componente en verde (G) y los dos últimos la componente en azul (B), indique cada componente en número decimal de los siguientes números:
a) FF00FF b) 000000 c) FFFFFF d) 3300CC e) 00CC66 f) FFFF00 g) FFCCCC h) CCCCCC i) FF6600
16. Utilice un buscador para saber qué colores representan los números hexadecimales del punto 15, en una paleta de colores.
17. Busque la representación en hexadecimal (6 dígitos) de los siguientes colores empleados en código html. a) Negro b) Rojo c) Azul d) Verde e) Amarillo f) Blanco g) Rosa h) Gris i) Naranja j) Café (OSURIHVRUSRGUiGLVHxDUVXVSURSLRVHMHUFLFLRVVLHPSUH\FXDQGRFXEUDSRUFRPSOHWRHOREMHWLYRGH ODSUiFWLFD
