Fundamentos de los bits

ESTRUCTURA DE DATOS

Un curso de ciencias de la computación incluye el estudio de cómo se organiza la información en una computadora, como se manipula y como se emplea.

Si las ciencias de la computación son fundamentales para el estudio de la información, entonces ¿Qué es la información? Esta pregunta no puede contestarse con precisión ya que es un termino indefinido acerca de los cuales puede establecerse enunciados pero no se pueden explicar en términos más elementales.

En computación es posible medir las cantidades de la información. La unidad básica de información es el bit, cuyos valores establecen uno de dos posibilidades mutuamente excluyentes.

Los dígitos binarios 0 y 1 se usan para representar los dos estados posibles de un bit particular. Dados n bits, se usa una cadena de unos y ceros para representar sus especificaciones.

El método mas difundido para interpretar especificaciones de bits como enteros no negativos es el sistema numérico binario. En este sistema la posición del bit en el extremo derecho representa 20, lo cual es 1, la siguiente 21, lo cual es 2 y así sucesivamente. Si aparece un 1 en esa posición de bit particular, se incluye en la suma de potencia de 2 representada por la posición de tal posición de bit. Pero si aparece un 0 no se incluye en la suma.

Hay dos métodos que se usan con frecuencia para representar números binarios negativos. En el primero denominado notación de complemento a uno, se representa un numero negativo cambiando cada bit en su valor absoluto a las especificaciones de bit opuesta.

Ejemplo:

00100110 representa 38

11011001 representa -38

Una cadena de bits que empieza con un 0 representa un numero positivo, en tanto una cadena de bits que inicia con 1 representa un numero negativo.

El segundo método se denomina notación de complemento a dos. Aquí se agrega un 1 a la representación del complemento a uno de un numero negativo.

Ejemplo:

Considere el 0 utilizando 8 bits: 00000000. En complemento a uno es: 11111111, lo cual es un 0 negativo en tal notación. Agregamos un 1 para realizar el complemento a dos 100000000, lo cual tiene 9 bits de longitud. Como solo se permitan 8 bits, se descarta el bit de la extrema izquierda, dejando 00000000 como menos 0.

1 bit
1 Byte = 8 bits
1 KiloByte (KB) = 1,024 Bytes
1 MegaByte (MB) = 1,024 KB
1 GigaByte (GB) = 1,024 MB
1 TeraByte (TB) = 1,024 GB
1 PetaByte (PB) = 1,024 TB
1 ExaByte (EB) = 1,024 PB
1 ZettaByte (ZB) = 1,024 EB
1 YottaByte (YB) = 1,024 ZB

CADENAS DE CARACTERES

La información no siempre se interpreta en forma numérica. Elementos tales como nombres, títulos de trabajos y direcciones también deben representarse en alguna forma dentro de una computadora. Para permitir la representación de tales objetos no numéricos, es necesario un método adicional para interpretar cadenas de caracteres.

Si se usan 8 bits para representar un carácter, es posible simbolizar hasta 256 caracteres diferentes. Algunas computadoras usan 8 bits y otras hasta 10( o sea hasta 1024 caracteres). La cantidad de bits necesaria para representar un carácter en una computadora particular se denomina el tamaño de byte y un grupo de bits de dicho numero se llama un byte.

HARDWARE Y SOFTWARE

La memoria de una computadora es sencillamente un grupo de bits. En cualquier momento de la operación de la computadora, un bit particular de la memoria esta en la posición 0 o 1. La especificación de un bit se denomina su valor o contenido.

Los bits en una memoria de una computadora se agrupan en unidades más grandes denominadas bytes. En algunas computadoras se integran los bytes en unidades llamadas palabras. A cada una de estas unidades, se le asignan una dirección, que es un nombre que identifica una unidad particular de entre todas las unidades de memoria. Por lo general esta dirección es numérica. Una dirección se denomina localidad y el contenido de una localidad son los valores de los bits que forman la unidad que esta en la localidad.

La computadora sabe interpretar los patrones de bits en ciertas configuraciones como enteros binarios porque el hardware que ejecuta tal instrucción particular esta diseñado para hacerlo

¿QUÉ ES UNA ESTRUCTURA DE DATOS?

Cuando hablamos de tipos de datos básicos nos referimos a un conjunto de valores más sus operaciones asociadas, por ejemplo, dentro del computador un número entero se representa con un par de bytes (16 bits), con ello, sólo puede almacenar valores en un rango de [-2 16/2, +216/2] y disponer de los operadores aritméticos: +, -, *, / y mod. Extendiendo el concepto, si agrupamos un conjunto de valores de igual o distinto tipo de dato básico y enseguida definimos la manera de cómo operar sobre ellos, es decir, sus métodos de acceso, estaríamos en presencia de una ESTRUCTURA DE DATOS.

La definición de una Estructura de Datos posee un primer nivel de abstracción en donde simplemente se identifica la colección de elementos a agrupar y sus operaciones de acceso. En un segundo nivel, el de implementación, ya pensamos en un lenguaje de programación específico y es ahí donde surgen preguntas como ¿cuál es la estructura óptima? o ¿qué funciones y/o procedimientos definir?
Ejemplo: Suponga que se necesita implementar un juego entretenido para 2 jugadores.

referencia:http://html.rincondelvago.com/estructura-de-datos_4.html