Informática básica: 1. ¿Qué es un bit?

Sin pretensiones de ser experto en la materia que nos ocupa, la informática, me apetece contar algunos conceptos básicos para que la informática (curiosa palabra, no existente en idiomas tales como el inglés, a lo sumo se le llama computing, lo cual traducido a la inversa sería computación ...), decía, para que la informática no sea el hueso duro de roer que la mayoría de personas cree.

La culpa es de los informáticos (tópico).

No nos hemos explicado bien casi nunca. Y menos para el pueblo llano, considerándolo así no porque seamos excepcionales o seres supremos, no, es sólo una forma de hablar. Sin pueblo llano no tendría sentido dedicarse a esta ciencia. Y es fácil de comprender. El usuario forma parte del pueblo llano. En realidad el usuario es cualquier persona, llana o esdrújula, que utiliza un equipo informático.

Tras esta breve introducción para romper el hilo, me preguntaba cuál es el concepto más básico y quizás más desconocido de la ciencia de la computación. Y postulo que es el bit. Sin entender lo que es un bit es complejo y casi inútil intentar explicar otros conceptos. Por poner un ejemplo, el usuario (en lugar de utilizar gente o personas o quizás homínidos, me quedaré con usuario como palabra genérica para referirme a quién utiliza o se ve enfrentado al uso de ordenadores) no suele tener idea de qué es un megapixel, cuando se habla de imágenes digitales, cámaras, etc. ni mucho menos de los que es un mega, hablando de velocidad de Internet, o de espacio ocupado, de capacidad de discos y pendrives...

Y en los principios fue el bit... así que vamos a ver qué diablos es.

pasa corriente, o no, eso son dos estados

Para poder trabajar con un circuito eléctrico, la base misma de un ordenador, tenemos tan sólo dos posibilidades: hay corriente, o no la hay. Parece una obviedad, pero este concepto simple, aplicado a un ordenador, nos permite tener dos posibles valores, o estados, es decir, tenemos corriente o no la tenemos. Eso, traducido a un modelo más práctico y matemático, se traduce a dos estados posibles: 0 y 1. Dos cifras que gracias a la complicación que solemos acometer los humanos se pueden convertir en una hartura de cosas diferentes a la electricidad: a textos, a imágenes, a películas, a música... Cualquiera de estos contenidos digitales se basa en dos cifras tales como el 0 y el 1.

¿Y por qué bit y no otra palabra?

La etimología u origen de las palabras y términos informáticos suele provenir del idioma inglés (aunque no siempre). Bit es un acrónimo de bi(nary) (digi)t: ‘dígito binario’. La simplicidad del inglés es patente. Bit es un dígito binario, nada más. Algunos podrían pensar que bit viene de pedacito, porque esa es otra acepción de la palabra inglesa. Lo dejaremos en dígito binario.

Las malditas matemáticas

Si... nos topamos con ellas en cualquier aspecto de la informática. Así que, sin entrar en demasiada profundidad, veamos por qué tienen relación con el tema en cuestión.

En la educación primaria nos enseñaron algo llamado "bases". Nuestro sistema de numeración se basa, valga la redundancia, en la base-10. Es decir, contamos con 10 guarismos o cifras diferentes: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 que nos permiten representar cantidades, cifras, números.

Si un ordenador dispusieran de 10 estados eléctricos distintos, sin duda usarían las mismas cifras para representar números y cualquier otra información. Pero no es así. El ordenador trabaja con sistema binario, o base-2, para representar números y todo lo demás. Así pues, si queremos contar del 1 al 10, el ordenador lo interpretará de la siguiente manera:

Bonito... muy bonito. Pero leer los números así es muy fácil para un ordenador, y para los humanos un fastidio. ¿Cómo interpreta la cantidad 2021 un ordenador?

Pues así:

11111100101

Cuanto más grande es el número, peor... ¿Qué tal si queremos escribir, no se, 1.000.000? Pues que el resultado en binario es algo como:

11110100001001000000

etcétera.

Los circuitos del ordenador, sus memorias, etc. almacenan estados eléctricos. Por tanto, esas cifras llenas de ceros y unos son perfectas para él. El usuario necesita una ayudita para poder trabajar con esos números. Aquí es donde viene la conversión binario/decimal y en la pantalla del ordenador aparecen números normales, como 2021 o 1000000.

Memorias, las cárceles del conocimiento

Una memoria informática, literariamente hablando, es un gran conjunto de celdas, cada una de las cuales es capaz de almacenar 8 bits, o a veces 16 bits. Nos quedaremos con la primera posibilidad: 8 bits.

¿Qué se puede hacer con 8 bits? Pues... contar del 0 al 255, que es justo el número mínimo y máximo que se puede representar con 8 unos y ceros:

Estas dos imágenes muestran lo que se conoce como tabla ASCII, nombrecito inventado por los americanos, cuyo significado no es otro que el American Standard Code for Information Interchange — Código Estándar Estadounidense para el Intercambio de Información. La informática se basa en convenciones y estándares para que todos los ordenadores se puedan entender entre sí, o esa es la intención, y ASCII es uno de ellos.

Como se ve en la tabla anterior, cada letra y cifra, e incluso algunos caracteres especiales, tiene un código asignado. La A tiene el 64, la Ñ el 164, etc. A su lado tenemos el numerito binario, poco práctico. Gracias a esta convención sabemos a ciencia cierta que el contenido de una memoria o de un fichero, lleno de estos bits, podrá ser interpretado por el ordenador y nos devolverá su contenido en formato humanizado y legible.

¿Dónde está el chino?

Estoy siendo muy breve y me dejo cosas por el camino. Viendo lo anterior es fácil preguntarse qué pasa con los caracteres chinos, rusos, etc. Ahí topamos con un problema. El código ASCII no da para mucho más. Da para un comentario aparte, sin duda. La solución es pasar de representar una letra o caracter con un solo conjunto de 8 bits (eso es un byte), a 16 bits (o dos bytes). Matemáticamente eso nos da un conjunto de valores posibles desde 0 a 65535 (2 elevado a 16, es decir, todas las combinaciones posibles de 0 y 1 usando 16 bits).

Ejem... dejemos la matemática. Como digo la solución se encontró en otro estándar o convención, llamada Unicode. Ahí metieron todos los caracteres europeos, asiáticos, cirílicos, árabes y demases. Parece que les quedó espacio para simbolitos y dibujitos (los emoticonos lo son).

En este tema entraré en profundidad en otro momento. Estudiar lo que se encuentra en una tabla completa Unicode es apasionante... ¡si te interesa claro!

El caso es que ya tenemos una forma de almacenar y tratar con todo tipo de letras y números, símbolos y dibujitos. Y todo gracias a los bits. Con tan sólo 16 bits se puede representar una letra rara como Ω etc.

En resumidas cuentas, con un 0 y un 1 se puede almacenar y procesar cualquier tipo de información, sea un documento de texto, una imagen, un vídeo o un sonido. Todo se puede convertir a formato digital. De ahí viene la palabra digital, de dígitos, de números, de ceros y unos.

¿Recordáis Matrix? Pues eso mismo...