Codificación, Sistemas de Numeración y Arquitectura de Ordenadores

La Codificación y su Importancia en la Informática

La codificación es un proceso que permite representar información mediante un conjunto de símbolos. Estos símbolos se combinan siguiendo reglas específicas. Ejemplos de códigos incluyen los sistemas de numeración, el código Braille, los jeroglíficos y las partituras musicales.

Codificación en el Ámbito Informático

En informática, los datos se presentan como información codificada, lista para ser introducida y procesada por un ordenador. Es importante destacar que los datos, por sí mismos, carecen de significado hasta que son interpretados. Solo entonces pueden considerarse como información. Los ordenadores emplean la codificación binaria para este propósito.

Sistemas de Numeración: Decimal y Binario

Sistema Decimal

En el sistema decimal, el valor de cada dígito está asociado a una potencia de base 10. El exponente corresponde a la posición que ocupa el dígito.

Sistema Binario

El sistema binario utiliza únicamente dos dígitos: 0 y 1. Para diferenciar un número binario de uno decimal, el binario suele llevar el sufijo 2. El valor de cada dígito está asociado a una potencia de base 2, y el exponente es igual a la posición del dígito.

Conversión entre Sistemas

• Conversión de decimal a binario: Se divide el número decimal entre 2 repetidamente. El número binario se forma ordenando el último cociente y todos los restos en orden inverso.
• Conversión de binario a decimal: Se desarrolla el número binario en términos de potencias de 2.

Unidades de Medida de la Información

La unidad más pequeña de información en un ordenador es el bit, que representa un dígito binario. Un conjunto de 8 bits forma un byte. Cada carácter está representado por un byte. Es común utilizar múltiplos del byte para medir grandes cantidades de información.

El Código ASCII

El código ASCII es un estándar para la representación de caracteres. Cada carácter se representa mediante un número binario de 7 dígitos. El código ASCII extendido utiliza 8 bits, permitiendo representar hasta 256 caracteres.

El Ordenador: Hardware y Software

Un ordenador es una máquina electrónica que recibe datos, los procesa y los convierte en información. Se compone de dos elementos fundamentales:

• Hardware: Conjunto de componentes físicos del ordenador, incluyendo elementos eléctricos, mecánicos y electrónicos.
• Software: Comprende el sistema operativo, los programas y los datos.

Evolución Continua de Hardware y Software

La evolución del hardware se orienta hacia la creación de máquinas más potentes, pequeñas, móviles y con mayor capacidad de procesamiento. La evolución del software se centra en el desarrollo de nuevas aplicaciones que satisfagan las necesidades de los usuarios.

Componentes Hardware de un Ordenador

El hardware de un ordenador se divide en:

• Unidad central: Conjunto de dispositivos que conforman el núcleo del ordenador.
• Periféricos: Dispositivos que se conectan a la unidad central para realizar operaciones de entrada/salida, almacenamiento o comunicación en red.

Arquitectura de von Neumann

En 1945, John von Neumann introdujo el concepto de programa almacenado, que permitió independizar el software del hardware y almacenar programas y datos en la memoria del ordenador. La arquitectura de von Neumann define cinco componentes principales en un ordenador:

1. Unidad aritmético-lógica (ALU): Realiza operaciones matemáticas y lógicas.
2. Unidad de control: Gestiona señales, lee instrucciones de la memoria y ejecuta órdenes.
3. Memoria principal: Almacena temporalmente instrucciones y datos.
4. Sistema de entrada/salida: Intercambia información con el entorno.
5. Buses: Transportan datos, instrucciones y señales de control.

Tipos de Ordenadores

Los ordenadores se clasifican según su tamaño, utilidad y movilidad:

• Superordenadores: Utilizados en investigación, desarrollo y meteorología, poseen una capacidad de cálculo superior a los ordenadores personales.
• Ordenadores de sobremesa: Equipos convencionales para uso en una ubicación fija, comunes en industrias, oficinas, comercios y hogares.
• Portátiles: Ordenadores móviles con autonomía dependiente de una batería. Ofrecen prestaciones similares a los de sobremesa, con menor peso y tamaño. Se subdividen en:
  • Laptops: Capaces de realizar las mismas tareas que los ordenadores de sobremesa, con pantallas entre 13” y 17”.
  • Netbooks: Ordenadores pequeños y menos potentes, ideales para el transporte, con pantallas de 9” a 11”.
  • Ultrabooks: Extremadamente ligeros y delgados, suelen ser los más costosos y de mejores prestaciones.
• Tablets: Ordenadores integrados en una pantalla táctil de gran precisión, con tamaños de 7” a 10”. Comparten sistema operativo con los smartphones y permiten la conexión con otros dispositivos. Su batería dura entre 6 y 8 horas.
• Smartphones: Dispositivos que integran un ordenador en un teléfono móvil. Ofrecen una amplia gama de prestaciones como pantalla táctil, GPS, Bluetooth, cámara, acceso a internet y diversas aplicaciones, incluyendo reconocimiento de voz y control por gestos.

Dispositivos con Arquitectura Similar a la de un Ordenador

Existen dispositivos que, sin ser ordenadores, poseen una arquitectura similar, incluyendo microprocesador, memoria y puertos. Ofrecen prestaciones propias de los ordenadores, como visualización en pantalla y conexión a internet.

Sistemas de Domótica

La domótica es el conjunto de sistemas que automatizan las instalaciones de una vivienda, ofreciendo servicios de gestión energética, seguridad, bienestar y comunicación. Estos sistemas se comunican entre sí mediante redes de comunicación, controlando aspectos como la iluminación y la calefacción.

Navegadores GPS

Un navegador GPS utiliza una red de 24 satélites para determinar con precisión la ubicación de cualquier objeto o persona. Con al menos 4 satélites, es posible determinar la posición con un error de centímetros.

Reproductores Multimedia

Un reproductor multimedia portátil puede reproducir fotos, música y radio. Utiliza discos internos o memoria flash para almacenar contenidos y tecnología inalámbrica para el intercambio de datos.

Televisión Inteligente (Smart TV)

La Smart TV integra internet en la televisión digital, mediante cable o Wi-Fi. Ofrece acceso a televisión, vídeos y redes sociales, entre otros servicios.

Relojes Inteligentes (Smartwatch)

Un Smartwatch es un reloj de pulsera con funciones similares a las de un teléfono inteligente. Utiliza Wi-Fi para conectarse a internet y ofrece aplicaciones relacionadas con la salud, el deporte, etc.

Videoconsolas

Las videoconsolas son dispositivos interactivos que se han convertido en centros multimedia de entretenimiento en el hogar. Las de última generación incluyen detección de movimientos y 3D. Existen videoconsolas de sobremesa y portátiles.