Aula de Informática I.E.S. Juan Antonio Pérez Mercader

En esta página encontrarás todo el contenido para trabajar con las asignatura de Computación y Robótica, Digitalización y TIC

1 Bachillerato SA2 Codificación de la Información

La codificación de la información

La codificación de la información es el proceso mediante el cual los datos son transformados o convertidos a un formato diferente para ser almacenados, transmitidos o procesados de manera eficiente y segura. Este concepto es esencial en distintos campos, como la informática, las telecomunicaciones, la psicología cognitiva y la educación, y cumple con diferentes funciones según el contexto en el que se aplique.

Codificación binaria

En informática y telecomunicaciones, la codificación de la información implica transformar datos en un formato que facilite su transmisión y almacenamiento. Los sistemas informáticos utilizan códigos binarios (secuencias de 0 y 1) para representar todo tipo de información, desde textos hasta imágenes y sonidos.

Por ejemplo:

  • Codificación ASCII y Unicode: Estos sistemas codifican caracteres alfanuméricos en valores numéricos que los ordenadores pueden procesar.
  • Codificación de Video y Audio: Se utilizan formatos como MP3, MP4 y AVI para comprimir archivos multimedia sin una pérdida significativa de calidad, permitiendo que ocupen menos espacio y se transmitan rápidamente.
  • Codificación para la Seguridad: Códigos como los de cifrado encriptan información, garantizando que solo las personas autorizadas puedan leerla.

Sistemas de numeración

Un sistema de numeración es un conjunto de símbolos y reglas utilizados para representar cantidades numéricas de manera estructurada. Cada sistema de numeración tiene una base que determina el número de símbolos necesarios y el valor de cada posición dentro de un número.

 

Sistema de numeración decimal

El sistema de numeración decimal es el sistema numérico más utilizado en la vida cotidiana. Su base es 10, lo que significa que utiliza diez dígitos o símbolos para representar cantidades: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 y 9. Este sistema se caracteriza por ser posicional, lo que implica que el valor de cada dígito depende de su posición en el número.

Características del sistema decimal

  1. Posicionalidad: En un número decimal, cada posición representa una potencia de 10, que aumenta de derecha a izquierda. Por ejemplo, en el número 345:
    • El 5 está en la posición de las unidades (10⁰),
    • El 4 está en la posición de las decenas (10¹),
    • El 3 está en la posición de las centenas (10²).

    Entonces, el número 345 representa: 3×102+4×1015×100=300+40+5.

  2. Dígitos y símbolos: Los diez dígitos (del 0 al 9) permiten representar cualquier número, combinándose en diferentes posiciones para formar cantidades más grandes.

  3. Números decimales: Los valores a la derecha del punto decimal representan fracciones decimales o potencias negativas de 10. Por ejemplo, en 12.34:

    • El 1 representa las decenas,
    • El 2 representa las unidades,
    • El 3 representa las décimas (10⁻¹),
    • El 4 representa las centésimas (10⁻²).

Sistema de numeración binario

El sistema de numeración binario es un sistema numérico de base 2 que utiliza solo dos dígitos: 0 y 1. En este sistema, cada posición representa una potencia de 2, y su estructura posicional permite expresar cualquier número a partir de combinaciones de ceros y unos. Es fundamental en el campo de la informática y la electrónica, ya que los ordenadores procesan y almacenan datos en formato binario, mediante pulsos eléctricos que representan estos dos estados (0 y 1).

Características del sistema binario

  1. Dígitos o bits: Solo existen dos símbolos en el sistema binario: el 0 y el 1. Cada dígito binario se llama bit (abreviatura de «binary digit»).
  2. Posicionalidad: Al igual que en el sistema decimal, el valor de cada dígito depende de su posición, pero en el sistema binario cada posición representa una potencia de 2 (en lugar de una potencia de 10 como en el sistema decimal). Por ejemplo:
    • El número binario 1011 representa 1×23+0×22+1×21+1×20
    • Esto equivale a 8+0+2+1=11 en el sistema decimal.
  3. Conversión a otros sistemas: Es posible convertir números binarios a otros sistemas (como decimal o hexadecimal) para simplificar su interpretación. En informática, el sistema hexadecimal (base 16) se usa frecuentemente en conjunto con el binario, ya que es más compacto y fácil de leer.

Aplicaciones del sistema binario

El sistema binario es esencial en informática y electrónica digital. Cada bit representa un estado que puede corresponder a un interruptor encendido o apagado, un pulso eléctrico alto o bajo, o cualquier otro par de estados físicos. En los ordenadores, esta representación binaria es utilizada para realizar operaciones lógicas y aritméticas, almacenar datos y procesar instrucciones.

Por ejemplo, un byte, que consta de 8 bits, puede representar 256 combinaciones diferentes (de 00000000 a 11111111), suficientes para codificar valores de 0 a 255 en decimal. Esta capacidad de representación binaria permite que los sistemas digitales manejen información de manera eficiente y precisa.

 

Conversión sistema decimal a binario

La conversión del sistema decimal a binario se realiza dividiendo el número decimal por 2 repetidamente, registrando el residuo en cada división. Luego, los residuos obtenidos se leen de abajo hacia arriba para formar el número binario.

Actividad 1

Realiza las siguientes conversiones de decimal a binario:

  • 6543
  • 12
  • 999
  • 1024

Conversión de sistema binario a decimal

  • La conversión de un número binario a decimal se realiza sumando las potencias de 2 correspondientes a cada dígito de la secuencia binaria. En un número binario, cada dígito (0 o 1) está en una posición que representa una potencia de 2, comenzando desde 202^0 en la posición más a la derecha y aumentando hacia la izquierda.

Actividad 2

Realiza las siguientes conversiones de binario a decimal:

  • 1111
  • 1001101
  • 1110001
  • 10000

Unidades de medida de la información

Sistema de numeración hexadecimal

Las unidades de medida de la información son las unidades utilizadas para cuantificar la cantidad de datos o información que pueden almacenarse o transmitirse en un sistema informático. Estas unidades se basan en el sistema binario, ya que los ordenadores procesan información en bits (0 y 1).

Principales unidades de medida de información

  1. Bit (b): Es la unidad más pequeña de información y puede representar solo dos estados, típicamente 0 o 1. Los bits son la base de toda la información digital.

  2. Byte (B): Un byte equivale a 8 bits. Los bytes son la unidad más común para medir información, ya que representan suficientes combinaciones (256, de 00000000 a 11111111 en binario) para codificar un carácter alfanumérico en sistemas como ASCII o Unicode.

Unidades superiores al byte

Las unidades de medida más grandes se basan en múltiplos del byte y generalmente se expresan en potencias de 2, especialmente en informática. Sin embargo, en contextos de almacenamiento de datos y algunas normativas, se pueden expresar en potencias de 10.

Actividad 3

Responde a las siguientes preguntas:

  1. ¿Cuántos bytes son 23MiB?
  2. ¿Cuántos bits son 23MB?
  3. Si tengo un CD en el que puedo grabar 4 canciones, cada una de ellas de tamaño 12GiB, ¿Cuántos bytes puedo almacenar en el CD en total?

El sistema de numeración hexadecimal es un sistema numérico de base 16, utilizado principalmente en informática y electrónica para representar grandes cantidades de datos de manera más compacta que el sistema binario o el decimal. En este sistema, se emplean 16 símbolos diferentes para representar valores: los números del 0 al 9 y las letras A, B, C, D, E, F, donde cada letra representa los valores decimales 10, 11, 12, 13, 14, y 15, respectivamente.

Características del sistema hexadecimal

  1. Base 16: Al ser un sistema de base 16, cada posición en un número hexadecimal representa una potencia de 16.

  2. Símbolos: Utiliza diez dígitos numéricos (0 a 9) y seis letras (A a F), por lo que un solo dígito hexadecimal puede representar valores entre 0 y 15 en decimal.

  3. Conversión a binario: Cada dígito hexadecimal se convierte fácilmente en un grupo de 4 bits en binario. Por ejemplo, el valor hexadecimal A se convierte en 1010 en binario, y el valor F en 1111. Esta facilidad de conversión hace que el sistema hexadecimal sea especialmente útil en programación y diseño de hardware, donde los datos suelen procesarse en grupos de bits.

Código ASCII

El código ASCII (American Standard Code for Information Interchange) es un sistema de codificación de caracteres que permite representar texto en computadoras y otros dispositivos que utilizan texto. Este estándar fue desarrollado en la década de 1960 y ha sido ampliamente utilizado para la comunicación de datos y la representación de información en sistemas electrónicos.

Características del código ASCII

  1. Base de 7 bits: El código ASCII original utiliza 7 bits para representar cada carácter, lo que permite codificar hasta 128 caracteres diferentes (de 00 a 127127). Esto incluye letras mayúsculas y minúsculas, números, signos de puntuación y caracteres de control.

  2. Asignación de caracteres: Cada carácter en el código ASCII está asignado a un número entero. Por ejemplo:

    • A es representado por 65 en decimal.
    • a es representado por 97 en decimal.
    • 0 es representado por 48 en decimal.
    • El espacio ( ) es representado por 32 en decimal.

  3. Caracteres de control: Los primeros 32 caracteres (de 00 a 3131) son caracteres de control que no se representan gráficamente, pero tienen funciones específicas, como el retorno de carro (carriage return, CR), el salto de línea (line feed, LF), y otros. Por ejemplo, el código 10 corresponde a un salto de línea.

Extensiones del código ASCII

Debido a que ASCII solo puede representar 128 caracteres, se desarrollaron varias extensiones para incluir más caracteres, como acentos y símbolos especiales. Las extensiones más comunes son:

  1. ASCII extendido: Utiliza 8 bits, permitiendo codificar hasta 256 caracteres. Los códigos del 128 al 255 incluyen caracteres adicionales utilizados en diferentes lenguajes y aplicaciones.

  2. ISO 8859-1 (Latin-1): Una de las extensiones más populares de ASCII, que incluye caracteres para la mayoría de los idiomas europeos.

  3. UTF-8: Un sistema de codificación que es compatible con ASCII y puede representar todos los caracteres de Unicode utilizando uno o más bytes. Esto permite una representación más amplia de caracteres de diferentes idiomas y símbolos gráficos.

Aplicaciones del código ASCII

El código ASCII ha sido fundamental en la informática y el procesamiento de texto. Algunas de sus aplicaciones incluyen:

  • Transmisión de datos: Se utiliza para la comunicación entre diferentes dispositivos, asegurando que el texto se represente de manera consistente.
  • Programación: Los lenguajes de programación a menudo utilizan ASCII para representar texto, variables y comandos.
  • Almacenamiento de archivos: Los archivos de texto plano, como archivos .txt y .csv, a menudo están codificados en ASCII o en alguna de sus extensiones.

Actividad 4

¿Cuál es la frase oculta? 01001100 01010101 01001110 01000001 01001100 01010101 01001110 01000101 01010010 01000001

Reto

Responde el primero y obtén 0,5 puntos más en este tema:

  • ¿Cuántos números se pueden representar con 3 bits? ¿Y con 8?
  • ¿Cuál es el mayor número a representar con 3 bits? ¿Y con 8?