2. Tratamiento numérico de la información
Hemos visto que todo el desarrollo en el tratamiento de la
información se debe fundamentalmente a la digitalización. A continuación, vamos
a ver brevemente las bases del proceso de digitalización de datos.
2.1 Sistema binario
La base de los dispositivos digitales es el microprocesador.
Se trata de minúsculos circuitos fabricados con silicio que detectan impulsos
eléctricos. Un microprocesador asigna valores según detecte o no impulsos
eléctricos; de esta manera, el valor 1 indica que ha sido detectado un impulso,
mientras que el valor 0 significa que no ha descubierto ningún impulso eléctrico.
Un bit es un dígito del sistema de numeración binario. El
sistema de numeración decimal está representado por diez dígitos, mientras que
en el binario se utilizan tan solo dos dígitos, el 0 y el 1; por tanto, un bit
o dígito binario puede representar uno de esos dos valores: 0 ó 1.
Una de las medidas más utilizadas en informática es el byte,
unidad de información compuesta por 8 bits. El bit se suele representar con una
b minúscula y el byte con una B mayúscula.
Si queremos convertir un número decimal al sistema binario,
se debe dividir esa cifra entre 2 sucesivamente hasta llegar a 0. El resto que
se obtiene de cada una de estas operaciones se anota, puesto que representa
cada uno de los dígitos que componen el número binario.
Por tanto, nuestro número binario es el resultado de colocar
los restos de derecha a izquierda.
Para el proceso inverso, pasar de binario a decimal,
deberemos ir teniendo en cuenta el valor de cada bit (2n) e irlo multiplicando
por su valor.
2.2 Unidades del sistema binario
Una vez que los archivos han sido digitalizados, su tamaño resulta
de gran importancia tanto para su almacenamiento como para su transmisión. Por
ejemplo, en un texto un carácter (letra, número...) equivale a un byte (8
bits). Debido a que el byte es una unidad muy pequeña se suelen emplear
múltiplos del byte. En la siguiente tabla podemos ver las principales unidades
y el número de bytes a que equivalen. A diferencia del Sistema Internacional,
cada unidad siguiente no es 1.000 veces mayor que la anterior, sino 1.024 ya
que el sistema binario se basa en potencias de 2.
Cuando hablamos de la importancia del tamaño de los
archivos, debemos mencionar la opción de compresión de archivos. Al comprimir
un archivo su tamaño puede llegar a reducirse hasta en un 90%.
2.3 Digitalización de la señal
Una señal analógica es aquella que puede tomar múltiples
valores de amplitud y frecuencia. En cambio, una señal digital es aquella que
toma una serie de valores concretos del sistema binario. Digitalizar significa
transformar cualquier tipo de información en valores numéricos correspondientes
a los pares binarios 0 y 1.
El proceso de digitalización desde el punto de vista teórico
pero dejando a un lado ciertos aspectos técnicos, consta de tres fases
principales y es el siguiente:
1.- Muestreo: a partir de la señal analógica de la que disponemos
se toman una serie de muestras cada cierto tiempo. De esta forma, cuantas más
muestras se tomen, más similar será la señal digital a la original y por lo
tanto, tendrá más calidad. Sin embargo, a mayor número de muestras también se
requerirá mayor tiempo y recursos de la máquina y por lo tanto, mayor será el
tamaño del archivo resultante.
2.-Cuantificación: en este paso se miden los valores de
tensión de cada una de las muestras obtenidas y se les hace corresponder un
número decimal en función de la escala que se utilice.
3.-Codificación: son los valores decimales obtenidos que se
convierten a código binario, con lo que ya obtenemos la señal digital.
2.4 Digitalización de la imagen
Con el paso del tiempo se van desarrollando cámaras
digitales que mejoran la calidad de las analógicas. Por otra parte, el formato
digital presenta diversas ventajas como un mejor almacenamiento de las fotos,
la observación de la fotografía de forma instantánea y facilidades para su
intercambio y retoque fotográfico.
La calidad de una cámara fotográfica digital se mide por el
número de píxeles que ofrece. Una imagen consiste en un conjunto de píxeles,
por lo tanto el píxel es el componente más pequeño de la imagen digital.
Es como si cada imagen estuviese compuesta por una serie de
cuadrículas, cada una de esas cuadículas es un píxel y almacena los niveles de
colores básicos presentes en ese cuadro.
Para conocer el número de píxeles o la resolución se
multiplica el número de píxeles de alto por el ancho.
Una imagen digital también está basada en 0 y 1. Algunas
imágenes son comprimidas para mejorar su almacenamiento e intercambio. Existen
diferentes formatos de archivos:
-En la compresión sin pérdidas tenemos los formatos de alta
calidad utilizados en cámaras digitales (TIFF) y aquellos de peor calidad como
GIF, que suelen ser usados para imágenes pequeñas en Internet.
-En comprensión con pérdidas el formato de archivo más
conocido es el JPG o JPEG. Es utilizado ampliamente en cámaras digitales y
sobre todo en Internet.
2.5 Digitalización del sonido
El proceso para la digitalización de un archivo de sonido
sigue el mismo proceso que el explicado para la digitalización de las señales
en la transmisión de datos. Sin embargo, existen diferentes formatos utilizados
para la digitalización de la señal de audio.
El formato de audio en CD fue desarrollado en 1982 por las
empresas Sony y Philips, pero fue en los años 90 cuando se popularizó,
desplazando a los tradicionales casetes y vinilos gracias a su inmejorable
calidad.
Sin embargo, al hablar de sonido digitalizado ha surgido en
los últimos años un formato que ha revolucionado completamente el mundo de la
música, el MP3. En los archivos MP3, las frecuencias inaudibles son eliminadas
conservando la esencia del sonido. Además, permiten seleccionar diferentes
niveles de calidad, aunque mayor calidad suponga mayor peso del archivo.
Las diferencias de tamaño que presenta el formato MP3 en
relación con el CD son considerables, ya que mientras una canción en un CD
ocupa unos 40MB, en MP3 su tamaño se reduce a solo 4MB. Esta fue la principal
razón de su extensión, al resultar un formato ideal para su intercambio por
Internet. Además, es la inclusión de información sobre el nombre de la canción,
artista…
