Bits Y Bytes Como Unidad De Medida.docx a6260

Bits y Bytes como unidad de medida Las unidades de medida se definen por convenciones internacionales. Por deducción lógica la unidad fundamental de la masa debería ser el gramo, pero es una cantidad muy pequeña, así que se escogió el kilogramo debido a que es mas común y práctico utilizarlo. En el caso de la información, sucede algo similar, la unidad de medida de la información es el bit, pero por cuestiones de utilidad se utiliza el "Byte" que significa octeto. Puede abreviarse como b ó B, pero aún no se ha estandarizado su forma de representarlo, por lo que en este sitio utilizamos la B para referirnos al Byte, siendo correcto también abreviarlo con b (byte). La computadora trabaja con en el sistema binario, que se basa solo en 2 dígitos: El cero (0) y el uno (1). Un bit es simplemente un cero ó un uno, pero la computadora trabaja con conjuntos de ocho combinaciones de ceros y unos, a esto se le denomina Byte (octeto). Esto es: 1 bit = cero ó uno (0 ó 1). 1 Byte = combinación de ocho ceros ó unos. 0 1 A.

0

0

0

0

Ejemplo: 0 1

0

0

0

0

0 1

0 1 : equivale a un carácter ó letra, en este ejemplo es la letra

Para interpretar el Byte se utiliza una codificación binaria llamada ASCII que significa ("American Standar Code for Information Exchange"), es decir código estándar americano para intercambio de información. Este es el estándar que define los caracteres (letras) en mayúscula, minúscula, símbolos, etc., que representa cada Byte. Ejemplo de ello son: Códigos Binarios ASCII Carácter

bit 1

bit 2

bit 3

bit 4

bit 5

bit 6

bit 7

bit 8

Byte

A

0

1

0

0

0

0

0

1

01000001

B

0

1

0

0

0

0

1

0

01000010

1

0

0

1

1

0

0

0

1

00110001

1

0

0

1

0

00110010

2 0 0 1 Los bits y sus interpretaciones

La computadora interpreta los bits desde los dispositivos de almacenamiento de información por medio de características físicas que cada uno contiene: En un disco duro

Figura 1. Disco duro marca Seagate®, modelo Free Agent Go, capacidad para 250 GB.

Una cantidad alta de concentración de limadura magnética en una área microscópica determina un uno (1) y al contrario, una baja concentración determina un cero (0). Ejemplo: si la concentración de limadura magnética en un área definida del disco duro tiene la siguiente estructura entonces la computadora lo interpreta así:



Entonces sí:

0=

(menor concentración magnética).



Y también:

1=

(mayor concentración magnética).

Carácter

Bit 1

Bit 2

Bit 3

Bit 4

Bit 5

Bit 6

Bit 7

Bit 8

Byte

A

01000001

B

01000010

1

00110001

2

00110010 Tabla 3. Magnitudes con unidad de medida y símbolo.

En un CD-ROM

Figura 2. Disco compacto marca Melody®, modelo platinum, velocidad 32X, capacidad para 830 MB.

Microscópicamente una hendidura profunda puede representar un uno (1) y caso contrario, una hendidura mas superficial un cero (0). Ejemplo: si las hendiduras están definidas en una pista del CD-ROM, entonces la computadora lo interpreta así:



Entonces sí:

0=

(hendidura superficial).



Y también:

1=

(hendidura profunda).

Carácter

Bit 1

Bit 2

Bit 3

Bit 4

Bit 5

Bit 6

Bit 7

Bit 8

Byte

A

01000001

B

01000010

1

00110001

2

00110010

En una memoria USB

Figura 3. Memoria USB, marca Adata®, modelo MyFlash mini.

Para el caso de las memorias, una carga eléctrica alta almacenada en una celda microscópica puede determinar un uno (1) y una carga eléctrica baja determina al cero (0). Ejemplo: si las celdas de memoria de una memoria USB están cargadas eléctricamente de la siguiente manera, entonces la computadora lo interpreta así:



Entonces sí:

0=

(carga eléctrica baja almacenada).



Y también:

1=

(carga eléctrica alta almacenada).

Carácter

Bit 1

Bit 2

Bit 3

Bit 4

Bit 5

Bit 6

Bit 7

Bit 8

Byte

A

01000001

B

01000010

1

00110001

2

00110010

Múltiplos del Byte (Kilo, Mega, Giga y Tera) Al igual que las demás unidades de medida, para el Byte se utilizan múltiplos decimales para determinar las cantidades. En términos de cantidades superiores como el Kilobyte, se maneja un bit extra llamado bit de control ó bit de paridad, el cuál determina dónde empieza y dónde termina el carácter, por ello un Kilobyte no es exactamente 1000 Bytes, sino 1024 Bytes. Para evitar este tipo de confusiones, se esta impulsando una nueva nomenclatura, vea en esta misma página el tema de: Las nuevas unidades de medida. Unidad Byte Kilobyte

Cantidad de Bytes

Kilobytes

Megabytes Gigabytes

1 1,024

1

Megabyte

1,048,576

1,024

1

Gigabyte

1073,741,824

1,048,576

1,024

1

1,048,576

1,024

Terabyte

Terabytes

1,099,511,627,776 1073,741,824

1

Entonces si actualmente en el mercado, la memoria flash USB marca Adata®, modelo C801, tiene capacidad de almacenar hasta 32 Gigabytes (GB), quiere decir que tiene disponibles:

(32 GB X 8,000,000,000) = 256,000,000,000 celdas de memoria físicamente disponibles ó espacio para: (32 GB X 1,000,000,000) = 32,000,000,000 de letras (caracteres). Las nuevas unidades de medida Hay un problema con respecto al uso de los prefijos como el Kilo y Mega, ya que estos no coinciden con el Sistema Internacional de Unidades de medida (SI). Para el sistema internacional de medida 1 Kilo = 1000, mientras que en informática 1 Kilo = 1024 ó 1 Kilo=1048. - Ejemplos: + Una red de área local (LAN - computadoras relativamente cercanas interconectadas entre sí) que soporte 1 Mbps (Megabit por segundo) de velocidad equivale a 1,048, 576 bits por segundo. + Al momento de formatear un disquete de 1.44 MB, el sistema lo prepara con la característica de que un Megabyte equivalga a 1,024,000 Bytes. Por lo tanto hay un problema de convención, por lo tanto se está impulsando una nueva nomenclatura para evitar lo anterior, dejando que Mega signifique 1000 Kilos como siempre ha sido y creando un nuevo prefijo basado en las letras "bi" que indicaría "binary", ello para usarse solamente en algunos ámbitos de la informática. Actuales y propuestos

Símbolos

Capacidad

+ Un kibibit (Propuesto)

1 Kibit

1,024 bits

+ Un Kilobit (Actual)

1 kbit

1,000 bits

+ Un Kibibyte

1 KiB

1,024 B (Bytes)

+ Un Kilobyte

1 KB

1,000 B (Bytes)

+ Un Mebibyte (Propuesto)

1 MiB

1,048,576 B (Bytes)

+ Un Megabyte (Actual)

1 MB

1,000,000 B (Bytes)

+ Un Gibibyte (Propuesto)

1 GiB

1,073,741,824 B (Bytes)

+ Un Gigabyte (Actual)

1 GB

1,000,000,000 B (Bytes)

Tabla 7. Tabla comparativa de nombres propuestos y sus magnitudes.

El baudio El baudio es una unidad de medida derivada directamente del bit, se mide en "bit per second" (bps) ó bit por segundo, pero para mayor comodidad se utilizan los Kilobits por segundo (Kbps) y los Megabits por segundo (Mbps). Esta unidad se suele utilizar para definir las velocidades de transferencia en las redes basadas en cable, redes inalámbricas,módems y en algunos casos en dispositivos como memorias USB. Esta unidad mide la cantidad de bits que se transmiten en cuestión de un segundo. Suele haber una confusión muy frecuente entre el Megabit por segundo (Mbps) y el Megabyte/segundo (MB/s), en parte porque los fabricantes de dispositivos no especifican las velocidades en MB/s sino en Mbps y la mayoría de las personas confunden los términos. Ejemplo de ello es lo siguiente:

+ Los fabricantes especifican que la velocidad máxima de transferencia del puerto USB es de 480 Mbps, lo cuál suena muy veloz a primera instancia, pero si convertimos los Megabits por segundo (Mbps) a Megabytes por segundo (MB/s) tenemos entonces usamos la siguiente equivalencia: 8 Mbps (Megabits por segundo) = 1 MB/s (Megabytes/segundo) Usando "regla de 3":

8 Mbps = 1 MB/s 480 MB/s = Z MB/s

La fórmula es:

Z MB/s = (480 Mbps X 1 MB/s) / 8 Mbps

El resultado es Z = 60 MB/s, por lo tanto es muy diferente a la primera impresión que da la cifra inicial de 480 Mbps. La velocidad de transferencia Para determinar la velocidad con que los dispositivos intercambian la información se utiliza la unidad Bytes/segundo y los baudios (bits por segundo). + Ejemplo, si un disco duro SATA II marca Seagate®, tiene una velocidad de transferencia de 300 MB/s, quiere decir que es capaz de enviar 300 Megabytes de datos por cada segundo que transcurre. + Ejemplo, si un módem marca Motorola® es capaz de recibir 56 Kbps (56 Kilo baudios), quiere decir que en cada segundo que transcurre puede recibir 56,000 bits ó en su caso 7 Kilobytes por segundo de datos. La velocidad de proceso Es la capacidad que tiene un dispositivo de realizar una cierta cantidad de procesos por segundo que transcurre. La unidad de medida es el de la frecuencia (Hertz/segundo). Esta unidad es muy utilizada para determinar las velocidades con que trabajan los dispositivos (el denominado bus frontal FSB), como microprocesadores, memorias RAM y tarjetas principales ("Motherboard"). + Ejemplo de ello es el microprocesador AMD Phenom 8450, que tiene una velocidad de 2.1 GigaHertz (GHz), es decir puede realizar 2100,000,000 procesos por segundo. Usamos los metros para medir las longitudes. Usamos los litros para medir capacidades. Cuando necesitamos medir peso, utilizamos los gramos. Y el tiempo, lo medimos en horas, minutos y segundos. Para medir la capacidad de almacenamiento de información, utilizamos los Bytes.

Dentro de la computadora la información se almacena y se transmite en base a un código que sólo usa dos símbolos, el 0 y el 1, y a este código se le denomina código binario. Todas las computadoras reducen toda la información a ceros y unos, es decir que representan todos los datos, procesos e información con el código binario, un sistema que denota todos los números con combinaciones de 2 dígitos. Es decir que el potencial de la computadora se basa en sólo dos estados electrónicos: encendido y apagado. Las características físicas de la computadora permiten que se combinen estos dos estados electrónicos para representar letras, números y colores. Un estado electrónico de "encendido" o "apagado" se representa por medio de un bit. La presencia o la ausencia de un bit se conoce como un bit encendido o un bit apagado, respectivamente. En el sistema de numeración binario y en el texto escrito, el bit encendido es un 1 y el bit apagado es un 0.

Las computadoras cuentan con soft que convierte automáticamente los números decimales en binarios y viceversa. El procesamiento de número binarios de la computadora es totalmente invisible para el humano. Para que las palabras, frases y párrafos se ajusten a los circuitos exclusivamente binarios de la computadora, se han creado códigos que representan cada letra, dígito y carácter especial como una cadena única de bits. El código más común es el ASCII (American Standard Code for Information Interchange, Código estándar estadounidense para el intercambio de información). Un grupo de bits puede representar colores, sonidos y casi cualquier otro tipo de información que pueda llegar a procesar un computador. La computadora almacena los programas y los datos como colecciones de bits. Hay que recordar que los múltiplos de mediciones digitales no se mueven de a millares como en el sistema decimal, sino de a 1024 (que es una potencia de 2, ya que en el ámbito digital se suelen utilizar sólo 1 y 0, o sea un sistema binario o de base 2). La siguiente tabla muestra la relación entre las distintas unidades de almacenamiento que usan las computadoras. Los cálculos binarios se basan en unidades de 1024.

Nombre........... Medida Binaria.......... Cantidad de bytes........ Equivalente

Kilobyte (KB)....... 2^10................................................. 1024.........1024 bytes Megabyte (MB).... 2^20...........................................1048576............ 1024 KB Gigabyte (GB)..... 2^30...................................... 1073741824.............1024 MB Terabyte (TB)...... 2^40.................................1099511627776............ 1024 GB Petabyte (PB)...... 2^50......................... 1125899906842624............. 1024 TB Exabyte (EB)...... 2^60..................... 1152921504606846976............. 1024 PB Zettabyte (ZB)..... 2^70................ 1180591620717411303424............ 1024 EB Yottabyte (YB)..... 2^80.......... 1208925819614629174706176........... 1024 ZB En informática, cada letra, número o signo de puntuación ocupa un byte (8 bits). Por ejemplo, cuando se dice que un archivo de texto ocupa 5.000 bytes estamos afirmando que éste equivale a 5.000 letras o caracteres. Ya que el byte es una unidad de información muy pequeña, se suelen utilizar sus múltiplos: kilobyte (kB), megabyte (MB), gigabyte (GB).

Glosario de unidades de medida empleadas Bit: es una unidad de medida de almacenamiento de información; es la mínima unidad de memoria obtenida del sistema binario y representada por 0 ó 1. Posee capacidad para almacenar sólo dos estados diferentes, encendido (1) ó apagado (0). Las computadoras, trabajan con el sistema de numeración binario, basado en sólo esos dos valores (0 y 1). El motivo de esto es que las computadoras son un conjunto de circuitos electrónicos y en los circuitos electrónicos existen dos valores posibles: que pase corriente (identificado con el valor 1) o que no pase corriente (identificado con el valor 0). Cada dígito binario recibe el nombre debit (Binary digiT). Para disponer de los numerosos caracteres que se necesitan en el lenguaje escrito (letras, números, símbolos, etc.) se requiere que los bits se unan para formar agrupaciones más grandes, cuyas combinaciones permitan identificar distintos caracteres. Esta agrupación de bits, se denomina byte.

Byte: También es una unidad de medida de almacenamiento de información. Pero esta unidad de memoria equivalente a 8 bits consecutivos. Al definir el byte como la combinación de 8 bits, se pueden lograr 256 combinaciones (2^8). Estas son más que suficientes para todo el alfabeto, los signos de puntuación, los números y muchos otros caracteres especiales. Cada caracter (letra, número o símbolo) que se introduce en una computadora se convierte en un byte siguiendo las equivalencias de un código, generalmente el código ASCII. Kilobyte (KBytes): [Abrev. KB ] Unidad de medida de almacenamiento de información. Unidad de memoria equivalente a 1024 bytes. Megabyte (MBytes): [Abrev. MB ] Unidad de medida de almacenamiento de información. Unidad de memoria equivalente a 1024 Kilobytes. Es la unidad mas típica actualmente, usándose para verificar la capacidad de la memoria RAM, de las memorias de tarjetas gráficas, de los CD-ROM, o el tamaño de los programas, de los archivos grandes, etc. Parece que todavía le queda bastante tiempo de vida aunque para referirse a la capacidad de los discos duros ya ha quedado obsoleta, siendo lo habitual hablar de Gigabytes. Gigabyte (GBytes): [Abrev. GB ] Unidad de medida de almacenamiento de información. Unidad de memoria equivalente a 1024 Megabytes. Terabyte (TByte): [Abrev. TB ] Unidad de medida de almacenamiento de información. Unidad de memoria equivalente a 1024 Gigabytes. Es una unidad de almacenamiento tan desorbitada que resulta imposible imaginársela, ya que coincide con algo mas de un trillón de bytes. Petabyte (PByte): [Abrev. PB ] Unidad de medida de almacenamiento de información. Unidad de memoria equivalente a 1024 Terabytes. Exabyte (EByte): [Abrev. EB ] Unidad de medida de almacenamiento de información. Unidad de memoria equivalente a 1024 Petabytes. Zetabyte (ZByte): [Abrev. ZB ] Unidad de medida de almacenamiento de información. Unidad de memoria equivalente a 1024 Exabytes. . .

Los Hertz y sus derivados . Los microprocesadores manejan velocidades de proceso de datos en el sistema, y eso se llama Hertz. Esta velocidad es la velocidad de reloj y a medida que va subiendo el nivel de velocidad, es mejor el rendimiento del microprocesador. Entonces, cuando en una publicidad de una computadora que diga que tiene un microprocesador por ejemplo de 3.1 Ghz, quiere decir que esa es su velocidad de procesamiento. La velocidad de un procesador se mide en Hertz y, mientras mayor es el número de hertz con que trabaja la computadora, tiene mayor velocidad en los procesos. En realidad, los megahertz y los Gigahertz indican la velocidad del reloj interno que posee todo microprocesador. Éste establece el número de pulsos que se efectúan en cada segundo. Cuanto mayor sea el número de pulsos, mayor será la velocidad del microprocesador. . Hertzio (Hz): Unidad de medida de la frecuencia electromagnética. Se utiliza para medir la velocidad de los procesadores. Equivale a un ciclo por segundo. En informática se utiliza para dar una idea de la velocidad del microprocesador, indicando cual es la frecuencia de su clock (componente de los

microprocesadores que genera una señal cuya frecuencia es utilizada para enmarcar el funcionamiento del procesador: a mayor frecuencia mayor velocidad). . Megahercio (Mhz): Unidad de medida de frecuencia. Su unidad base es el hercio. En los procesadores expresa el número de pulsos eléctricos desarrollados en un segundo (Mega=millón). Sus múltiplos empleados son el Gigahercio (Ghz) y el Terahercio (Thz). . Gigahercio (Ghz): Unidad de medida de frecuencia múltiplo del hercio que equivale a mil millones de hercios. . Terahercio (Thz): Unidad de medida de frecuencia múltiplo del hercio que equivale a un billón de hercios. Otros múltiplos superiores serían el Petahercio (Phz), el Exahercio (Ehz) y el Zetahercio (Zhz) hoy por hoy no utilizados.

Para saber... -1.44 MB es la capacidad de almacenamiento de un Disquete de 3½-pulgadas. -650 a 700 MB es la capacidad de almacenamiento de un CD normal. Existen otros con capacidad de 800-875 MB. -4.70 GB es la capacidad de almacenamiento de un DVD normal. . Para realizar las conversiones entre unidades de medida, basta con multiplicar o dividir por su equivalente. Por ejemplo: - Convertir 60 Bytes a Bits: 60 Bytes * 8 Bits = 480 Bits - Convertir 2350 Bytes a KB: 2350 Bytes * 1 KB (que 1 KB es igual a 1024 Bytes) = 2,29 KB

Ejemplos de Almacenamiento Si queremos almacenar una página de texto completo, que aproximadamente ocupa 55 líneas por 90 carácteres y espacios en cada una, se requieren 4,950 bytes; porque los espacios también requieren un byte. Un documento de diez páginas serán alrededor de 49,500 bytes. Un libro de 300 páginas serán aproximadamente 1,485,000 bytes. Así que rápidamente estamos hablando de miles y millones de bytes. Entonces, en la computación abreviamos los miles de bytes porque son muy pequeñitos, pero aquí un "Kilobyte" (Kb) no corresponde a mil exactos, precisamente porque estamos trabajando con binarios y no con decimales. Entonces por ejemplo: Un documento de 64Kb son 64 por 1024 = 65,536 bytes. Cuando los Kilobytes se hacen muchos entonces se agrupan en "Megabytes" (Mb) que con la misma lógica corresponde 1 Megabyte a 1,024 Kb o sea 1024 por 1024 = 1,048,576 bytes. Así, cuando escuchas que un disquete almacena 1.44 Mb significan 1,475 Kb o 1,509,949 bytes; que serían alrededor de 300 páginas de texto. La tecnología avanza rápidamente y con ella las capacidades de procesamiento y almacenamiento, por eso en los últimos años se ha comenzado a utilizar medidas mayores: el "Gigabyte" (Gb) que corresponde a 1,024 Mb o sea que en bytes son 1,024 por 1,048,576 = 1,073,741,824 bytes.... el “Terabyte” (Tb), y sigue... Así una hoja con 300 palabras de 6 letras cada una requerira de tan solo 1,800 bytes o 1.8 Kilobytes. Un libro de 500 páginas con 700 palabras de 6 letras promedio por página requerira entonces:

2,100,000 bytes = 2,100 Kilobytes = 2.1 Megabytes = 2.1 Mb (para ser exactos, en realidad el 1 kilobytes representa 1,024 bytes, por su manejo binario). Para el caso de almacenar imágenes, como estas llevan todo el detalle punto por punto, a lo que llamamos pixel ( PIc ELement ), éstas requieren un byte por cada punto y asi una imagen de 1024 x 1024 pixels, se requeriran 1,048,576 bytes = 1 Megabytes para el caso de una imágen con 256 colores. Si quisieramos almacenar video de colores, pensemos en una video de 15 segundos de 30 cuadros por segundo de 512 x 512 pixels, entonces requerimos algo asi como: 117,964,800 bytes = 117.97 Mb. Como se pueden imaginar, entre video y sonido podemos empezar a ocupar mucho espacio, por esta razón se han generado formatos comprimidos que ahorran espacio, al no almacenar datos repetidos. Estos formatos ustedes ya los conocen y son los llamados: .gif .jpg. .mpg .wav .mp3 Considerando compresión de datos un libro con imágenes bien puede quedar almacenado adecuadamente en unos 50 megas. Así una enciclopedia de 20 volumenes puede quedar almacenada adecuadamente en 2 CD cada que tienen una capacidad de 1,200 Mbytes = 1.2 Gigabyte = 1,200,000 Kilobytes = 1,200,000,000 bytes. Una película de 2 horas en 1 CD con capacidad de 600 Megabytes. Para no seguir mareando con números, imagínate cuánto puede almacenar un disco duro de 80 Gb? Pues sí... 17 millones de páginas! que serían casi 58 mil libros (de 300 páginas cada uno). . . . *.*.*.*.*.*.*.*.*.*.*.*. En el blog del Prof. Cristobal Cobo leí un artículo del cual extraje este segmento que me parece muy útil. 1 byte: Una letra 10 bytes: Una o dos palabras 100 bytes: una o dos frases 1 kilobyte: Una muy breve historia 10 kilobyte: Una enciclopedia de la página (quizá con una simple foto) 100 kilobytes: Una fotografía de resolución media 1 megabyte: Una novela 10 megabytes: Dos ejemplares de las obras completas de Shakespeare 1 gigabyte = Una camioneta llena de páginas de texto 1 terrabyte = 50.000 árboles de papel 10 terrabytes: La colección impresa de la Biblioteca del Congreso de USA (que consta de 130 millones de artículos en alrededor de 530 millas de libros, entre ellos 29 millones de libros, 2,7 millones de grabaciones, 12 millones de fotografías, 4,8 millones de mapas y 58 millones de manuscritos). 1 petabyte = El Archivo de Internet Wayback Machine contiene casi 2 petabytes de datos y en la actualidad está creciendo a un ritmo de 20 Terabytes por mes. 1 exabyte = Estudios de Berkeley estiman que a fines de 1999 la suma de los conocimientos producidos en humanos (incluidos todos los de audio, grabaciones de vídeo y texto / libros) fue cerca de 12 exabytes de datos. 1 zettabyte = La IDC estima que para el año 2010, habrá 988 exabytes, poco menos de una zettabyte, en todas las computadoras de almacenamiento en todo el mundo. 1 yottabyte = IBM calcula que después de 2010 el volumen de datos accesibles en línea, ya sea en Internet o en redes corporativas se espera que acercarse a un yottabyte, o 1 billón de terabytes.