Unidades de medida de almacenamiento: 1.1.1. Bit Los equipos electrónicos realizan operaciones, basados en estímulos electrónicos. La base para cada estimulo o Estado del circuito electrónico, es la presencia o ausencia de un voltaje electrónico, para el caso de una presencia se dice que el dispositivo se encuentra Activo y para el caso de la ausencia, se comenta que esta Inactivo. Para simplificar el manejo de los estados se dio el siguiente acuerdo: Cuando el circuito se encuentra Activo se dará un valor de 1 (uno). Cuando el circuito se encuentra Inactivo se dará un valor de 0 (cero). Para el efecto de simbolizar un dato con Estados o Ceros y unos, se dice entiende que el valor mínimo que podemos representar es un Cero o un Uno, dando a este significado de información al Bit el cual, puede almacenar sólo dos valores: Cero o uno (0 ó 1). 1.1.2. Byte Con el fin de almacenar un grupo mayo de información, haciendo uso de la tecnología electrónica, se emplea el manejo de grupos de ocho Bits, el cual es conocido por Byte. La base de agrupar únicamente 8 bits, se encuentra relacionada con la capacidad tecnológica que se existía cuando se definió el concepto, ya que los sistemas de procesamiento, manejaban como límite, grupos de 8 bits para poder realizar las operaciones y manejo de datos, para acceder o para almacenar. El byte, originalmente empleado para simbolizar datos o instrucciones para los circuitos electrónicos, se encofraba con la limitante de poder representar solo 256 posibles valores o estados. 1.1.3. Palabra El concepto de Palabra se encuentra atado a la capacidad tecnológica que poseen los sistemas de procesamiento, para el caso de que los equipos trabajen con solo 4 bits, se dice que la Palabra es de 4 bits, para el caso de emplear un sistema 8 bits, se tiene una Palabra de 8bits de longitud, para el caso de equipos de manejo de hasta 16 bits, la Palabra es de 16, y así hasta llegar a hoy en día a 64 bits, para sistemas comerciales. Representación de datos tipo texto Los datos de tipo texto, son manejados por los equipos de cómputo por medio de una representación preestablecida, la necesidad de compartir la información entre equipos de cómputo, demanda una lenguaje común entre ellos, y para el caso de los datos de tipo de texto, se emplean estándares de códigos de datos, para cada símbolo de texto implica un valor que es procesado por el equipo de cómputo, el cual interpreta cada uno de los valores y permite su manejo para las aplicaciones con las que se requiere trabajar la información, los códigos son manejados propiamente por el sistema operativo instalado, él posee las reglas gramaticales para el manejo de los datos, y al mismo tiempo emplea los códigos de cada símbolo para poder operarlo.
Existen en la actualidad una gran cantidad de códigos, que permite el manejo de información de tipo Texto, algunos de ellos son propios del fabricante del hardware poro la optimización del equipo, o son empleados por equipos de cómputo comerciales que requieren de estándares para poder intercambiar información con otros equipos. Para el caso de los sistemas de cómputo más comunes, se presentan el código ASCII y el EBCDIC. 1.2.1. Código ASCII Código ASCII (American Standard Code for Information Interchange). El mas empleado y actualmente usado, debido a su popularidad en los primeros equipos de cómputo, se difundió su uso en el desarrollo de los sistemas operativos para el manejo de texto, en los primeros programas de manejo de texto, en los sistemas de almacenamiento, entro otros. ASCII incluye 256 códigos divididos en dos conjuntos, estándar y extendido, de 128 cada uno. Estos conjuntos representan todas las combinaciones posibles de 7 u 8 bits, siendo esta última el número de bits en un byte. El conjunto ASCII básico, o estándar, utiliza 7 bits para cada código, lo que da como resultado 128 códigos de caracteres desde 0 hasta 127 (00H hasta 7FH hexadecimal). El conjunto ASCII extendido utiliza 8 bits para cada código, dando como resultado 128 códigos adicionales, numerados desde el 128 hasta el 255 (80H hasta FFH extendido). En el conjunto de caracteres ASCII básico, los primeros 32 valores están asignados a los códigos de control de comunicaciones y de impresora (caracteres no imprimibles, como retroceso, retorno de carro y tabulación) empleados para controlar la forma en que la información es transferida desde una computadora a otra o desde una computadora a una impresora. Los 96 códigos restantes se asignan a los signos de puntuación corrientes, a los dígitos del 0 al 9 y a las letras mayúsculas y minúsculas del alfabeto latino. Los códigos de ASCII extendido, del 128 al 255, se asignan a conjuntos de caracteres que varían según los fabricantes de computadoras y programadores de software. Estos códigos no son intercambiables entre los diferentes programas y computadoras como los caracteres ASCII estándar. Por ejemplo, IBM utiliza un grupo de caracteres ASCII extendido que suele denominarse conjunto de caracteres IBM extendido para sus computadoras personales. Apple Computer utiliza un grupo similar, aunque diferente, de caracteres ASCII extendido para su línea de computadoras Macintosh. Por ello, mientras que el conjunto de caracteres ASCII estándar es universal en el hardware y el software de los microordenadores, los caracteres ASCII extendido pueden interpretarse correctamente sólo si un programa, computadora o impresora han sido diseñados para ello. 1.2.2. Código EBCDIC EBCDIC, acrónimo de Extended Binary Coded Decimal Interchange Code (Código Ampliado de Caracteres Decimales Codificados en Binario para el Intercambio de la Información). Un esquema de codificación desarrollado por IBM para utilizarlo en sus ordenadores o computadoras como método normalizado de asignación de valores binarios (numéricos) a los caracteres alfabéticos, numéricos, de puntuación y de control de transmisión. EBCDIC es análogo al esquema de codificación ASCII aceptado más o menos en todo el mundo de los microordenadores o las microcomputadoras. Se diferencia por utilizar 8 bits para la codificación, lo que permite 256 caracteres posibles (en contraste con los 7 bits y 128 caracteres del conjunto ASCII estándar). Aunque
EBCDIC no se utiliza mucho en las microcomputadoras, es conocido y aceptado internacionalmente, sobre todo como código de IBM para los mainframes y minicomputadoras de la compañía. 1.3. Representación numérica Para poder realizar operaciones con información de tipo numérico, se realiza el uso de la representación numérica, con el fin de que el usuario logre realizar el ingreso de forma natural, y que el sistema operativo, maneje internamente este tipo de datos numéricos, interprete la cantidad que se ingreso por el usuario, y se realicen las operaciones deseadas. La representación de los números naturales por medio de los equipos de cómputo, se encuentra muy ligado al concepto de Base numérica, ya que es esta la que facilita el manejo de las cantidades numéricas, permite realizar las operaciones de una forma más adecuada por el sistema matemático del procesador. Para poder comprender este proceso, se requiere de repasar las reglas de cambio de base, pero para efectos de simplificación del proceso llevaremos a cabo el proceso de cambio de base por medio del uso de la tabla siguiente:
128 64 32 16 8 4 2 1 Para calcular el valor de Decimal de un número binarios se sigue la siguiente ecuación: n representa la posición señalada por número más cercano al lado derecho del número binario. Max, representa la longitud de la palabra Valor, es el valor en base 10 Para poder manejar este tipo de valor, se emplean alguna de las siguientes representaciones. 1.3.1. Magnitud y signo
La representación de magnitud y signo, hace uso del tamaño de las palabras, Palabra de 8 bits o 1 Byte De la palabra, se emplea el último bit para el uso del signo, mientras que los primeros 7 bits, son empleados para la representación de los datos numéricos. Como se puede observar de la representación de magnitud y signo, solo emplean los primero 7 bits para la presentación de datos, lo que implica que la cantidad que se puede representar como máximo en una palabra de 1 byte son 128 elementos, algo que limita el uso de cantidades muy grandes, si fuera el caso de representar cantidades mayores, se emplea una palabra de mayor tamaño. Palabra Cantidad Limite inferior Limite superior 8 bits 256-128 128 16 bits 65536-32768 32768 32 bits 4294967296
-2147483648 2147483648 1.3.2. Complemento a dos La representación de complemento a dos, es la mas empleada por los equipos de computo, o algunos otros equipos, como los son algunas calculadoras, sistemas de control o computadoras industriales, que requieren de realizar esta representación para el manejo de datos de valor negativo y positivos. Esta representación, se encuentra fundada en las características propias de los sistemas de procesamiento, que se encuentran diseñados para la realización de sumas y no propiamente para restas, es por eso que se emplea esta técnica para poder realizar la diferencia de los datos y principalmente, para la operación de cantidades negativas. Para poder realizar esta representación se realizan los siguientes pasos: Se obtiene su equivalente numérico en base binaria o base dos. Para se completan con ceros del lado izquierdo para completar la palabra de 1 Byte (para el caso de palabras de 8). Se realiza el intercambio de los valores numéricos, para el caso de valor cero se cambia por un valor de uno, para el caso de los valores de uno se cambia por un valor de cero. Al número resultante del cambio de valores, se incrementa en una unidad. El resultado final es la representación de valor en Complemento a Dos Ejemplo: Se requiere realizar la representación a dos del número 10 (decimal) Solución: Cambio de base 10 a base 2 (10)10 = (1010)2 Se completa la palabra de 8 bits, con ceros adicionales en el lado izquierdo. 00001010 El cambio de valores, cero por unos, y unos por ceros 11110101 Se incrementa una unidad al valor El resultado final es:
11110110 1.4. Tipos de errores en la manipulación de cantidades 1.4.1. Inherente Cuando el valor que se obtiene, por naturaleza posee un error, el cual no es factible de retirar o rectificar por algún medio. Generalmente estos valores son relacionados con resultados obtenidos de formas indirectas de lecturas. Ejemplo de esto pueden ser: lecturas térmicas a grandes escalas, conteo de cargas eléctricas por medio de pantallas receptoras, volúmenes o pesos de cuerpos espaciales. 1.4.2. Redondeo Este error se presenta cuando el equipo de cómputo realiza las operaciones con los datos proporcionados, pero que por características del equipo o de la aplicación realiza un redondeo para expresar el último número que puede expresar, realiza una aproximación a valor siguiente, de acuerdo a la tendencia del valor de los valores que se encuentran fuera del alcance de la representación del dato. Ejemplo: Si realizamos la operación de 5/3, el quipo de cómputo, entrega aun valor 5/3 = 1.6666666666666666666666666666667 Para el caso de una calculadora básica se tiene el valor de 5/3 = 1.66666667 Para el caso de una calculadora científica se tiene el valor de 5/3 = 1.66666666666666667 Si estos datos, son operados por un segundo equipo de cómputo u otro proceso, se tiene error de no contar con el valor con el cual se requiere operar, si no que se tiene una aproximación alterada del valor real. Si tomamos el valor proporcionado por el equipo de cómputo, y este valor lo multiplicamos por 3 se tiene el siguiente resultado 1.6666666666666666666666666666667*3=4.999999999999999999999999999998 1.4.3. Truncamiento Cuando al equipo de cómputo se le proporciona datos para operar, este realiza un corte de información, generalmente, originado por la capacidad del dispositivo, que se encuentra limitado para aceptar una cantidad de datos mayor a los que soporta su palabra de datos, o BUS de información. Si tomamos el siguiente dato, proporcionado por un equipo de cómputo: X=1.33333333333333333333333
Y lo operamos en una calculadora básica, se tiene el siguiente resultado Y=1.33333333* 1.5. Formatos de manejo de imágenes, video voz, etc. La información se encuentra almacenada en archivos digitales, ya que es este el único medio que los equipos de cómputo pueden interpretar, la información la podemos clasificar de acuerdo a su origen de dicha información, como pueden ser la siguiente: 1.5.1. Archivos de texto Empleados para almacenar información de tipo textual, el cual permite almacenar cualquier tipo de información de este tipo, actualmente, las aplicaciones desarrolladas para edición de texto, permite la inserción de otro tipo de elementos aparte de texto, como lo son las imágenes, audio, video, gráficos dinámicos, vínculos, entre otros. Se caracteriza por el uso de símbolos alfanuméricos que permiten ser manipulados por los equipos de cómputo, con la aplicación indicada o compatible, ya que la información es interpretada de forma confiable y segura. Algunas de sus elementos que posee este tipo de archivos son: Nombre del archivo Número de paginas Aplicación con la cual es editada Fecha de creación Dueño del archivo Estadísticas del texto Elementos se seguridad, firma digital Uso de estándares Extensiones comunes, TXT, DOC, PDF, HTML, SAM, entre otros. 1.5.2. Archivos de imagen Permite almacenar información de que es de carácter gráfica, imágenes que pueden ser la representación de la realidad, como es el caso de las fotografías, o imágenes que son el resultado de un proceso computacional, como es el caso de gráficos de una hoja de datos, o soluciones matemáticas que permiten visualizar un fenómeno de estudio. El archivo de imagen posee los siguientes elementos: Nombre del archivo Resolución de la imagen
Tamaño de la imagen Fecha de creación del archivo Aplicaciones asociadas que permiten manipular el archivo Extensión asociada, por ejemplo: BMP, JPG, TIFF, GIF, entre otros. 1.5.3. Archivos de video Los archivos de video, corresponden a filmaciones o animaciones, que son de carácter digital y son empleados para mostrar los hechos como surgieron o como se desean presentar. La necesidad de almacenar la información, conservarla y reproducirla, la origen a la creación de elementos de multimedia, que facilitan estas tareas, en gran ventaja a los medios de cinta, que son mas susceptibles a daños por transporte, almacenamiento o por uso. Existe en el mercado una gran cantidad de formatos de archivos de video, que permiten solventar las necesidades de seguridad, calidad de video, calidad de audio, rapidez de respuesta, de acceso remoto o local, privacidad, entre otros. Por lo que las compañías dedicadas a estas tareas ofrecen formatos dedicados. Elementos que componen un archivo de video son: Nombre del archivo Calidad de imagen Tamaño de vista del video Formato del archivo (avi, mpg, wmv, rm, mov, entre otros) Calida del audio Elementos de seguridad Fecha de creación Tipo de algoritmo o codificador requerido para ser visto Tamaño del archivo