sábado, 9 de junio de 2012

Las computadoras y su lógica binaria

¿Por qué para las computadoras internamente toda información es "SI o NO", "Verdadero o Falso", "1 ó 0"? Cómo es que para representar todo se utilizan los bits? ¿Qué ventaja tiene este método tan extraño?

En un principio las primeros experimentos de aparatos de cálculo (no eran estrictamente "computadoras") tenían diversas tecnologías, en general mecánicas con ruedas, palancas y engranajes. Pero cuando la electricidad comenzó con su tecnología a dominar todos los ámbitos, los comienzos de la informática no fueron una excepción, y así surgieron a fines de los años '40 (1940) las primeras computadoras electrónicas.

Un circuito eléctrico básico: el primer digitalizador
El circuito eléctrico básico es aquel que se puede formar fácilmente con:
  • 1 fuente de energía (pila)
  • 1 interruptor
  • 3 conductores
  • 1 carga (lamparita)
Este circuito es sencillamente el mismo que se usa para encender una lámpara o el que encontramos en una linterna. No es demasiado difícil entender que tiene sólo 2 estados básicos posibles: Encendido y Apagado

Bueno, si en vez de ver a esta circuito como un "aparato para iluminación" le asignamos la función de ser un "registro de información", podemos pensar que estos dos estados pueden ser interpretados con varios significados:
  • Al Encendido como SIVerdadero o Activo o simplemente, "1" (uno)
  • Al Apagado como NoFalso o Pasivo o "0" (cero).
Así vemos que esta simple configuración permite representar información muy sencilla, tan sencilla y elemental como un "SI" o un "NO".

Además, este tipo de circuito eléctrico es algo muy fácil de construir. De hecho la electrónica lo ha ido mejorando y ha permitido su reducción en tamaño y consumo de energía hasta llegar a los actuales microchips que funcionan en base a millones de pequeñísimos  transistores. Salvando las distancias entre viejas y nuevas tecnologías en las actuales computadoras seguimos utilizando circuitos que adoptan los dos estados básicos, del circuito original, los "unos y ceros".  La diferencia está en que los modernos componentes electrónicos han llevado la misma función básica del interruptor manual al increíble extremo de realizar millones de conmutaciones (encendidos y apagados) por segundo y con dispositivos de tamaño microscópico.

Los bits no se manchan: fortalezas de la información digitalizada
Ya quedó claro que es muy sencillo tecnológicamente construir dispositivos electrónicos que manejen dos estados: "Encendido-Apagado", "SI-NO","1 ó 0". Pero la digitalización de la información tiene algunas ventajas adicionales como la conservación de su calidad pese al uso y a lo largo del tiempo y la fidelidad de sus copias (el "gran problema" de la industria cultural).
Los viejos dispositivos analógicos como discos de vinilo, casetes y documentaciones impresas inevitablemente sufren de un desgaste con el tiempo y el uso que hacen que nunca vuelvan a ser lo que fueron cuando nuevos. En cambio la información digital se conserva casi inalterable permitiéndonos disponer de la misma de siempre aún con muchos años de un uso intensivo. Pero... ¿Por qué?

A ver: el hecho de simplificar a sólo dos valores posibles la unidad mínima de información (bit) reduce drásticamente la ambigüedad de un dato de difícil lectura. Por más difícil de interpretar que sea son sólo dos las opciones: o es un uno, o un cero. Esto hace que aún cuando la marca que guarda una información se degrade (CD sucio, error en el disco rígido) el dato que representa puede seguir leyéndose e interpretándose correctamente. Es decir, la marca en el dispositivo físico puede perder su calidad, pero esto no afecta a la información. En los viejos sistemas analógicos esto no sucede de la misma manera. Pensemos simplemente cómo una fotocopia va perdiendo calidad respecto  a su original o cómo la película de un viejo videocasete se ve cada vez más defectuosa con el uso y el transcurso del tiempo.
  
En conclusión: La facilidad para implementarlos en circuitos electrónicos, su confiabilidad y la baja probabilidad de errores hacen que los códigos binarios sigan dominando la lógica más básica de la tecnología informática.

1 comentario:

Jorge Ramiro dijo...

Desde chico que me he familiarizado con las computadoras, y por eso me parece un placer ver como funcionan y tratar de arreglarlas. Por suerte hoy en dia, hay en el mercado Smart TV que además de disfrutar de diversos programas, le permiten a uno acceder a distintas aplicaciones que se puede hacerlo con la computadora