2. TRATAMIENTO
NÚMERICO DE LA IMFORMACIÓN
En este tema de nuestro
blog vamos a explicar 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 impulso eléctrico alguno.- 1 byte (B) es igual a 8 bits
- 1 kilobyte (KB) es igual a 1.024 bytes
- 1 megabyte (MK) es igual a 1.024 kilobytes
- 1 gigabyte (GB) es igual a 1.024 megabytes
- 1 terabyte (TB) es igual a 1.024 gigabytes
- 1 petabyte (PB) es igual a 1.024 terabytes.
- Muestreo: 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 mayor calidad. A mayor número de muestras se requerirá mayor tiempo y recursos de la máquina para su digitalización, y mayor, será el tamaño del archivo resultante.
- 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.
- Codificación: posteriormente los valores decimales obtenidos se convierten a código binario, con lo que ya obtenemos la señal digital.
Un bit es un dígito del
sistema de numeración binario. El sistema de numeración está representando por
diez dígitos mientras que en el binario se utilizan tan solo dos dígitos, el 0
y el 1. Por tanto, un bit puede representar uno de esos valores.
Con dos bit se puede
obtener 4 valores diferentes que son el 00, 01, 10 y 11.
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 numero 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 lo tanto, nuestro número
binario es el resultado de colocar los restos de derecha a izquierda, de modo
que 130 en binario es 10000010. Para el proceso inverso, pasar de binario a
decimal, deberemos ir teniendo en cuenta el valor de cada bit 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. Debido a que el byte es una unidad muy
pequeña, se suele emplear múltiplos del byte. 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. Las principales unidades de
medidas partiendo del bit son:
Cuando hablamos de la importancia del tamaño
de los archivos, debemos mencionar la opción de compresión de archivos. La tasa
de comprensión dependerá del tipo de comprensión usada
y también del tipo de archivo. Así, los textos se comprimirán más fácilmente
que los archivos de música o de imágenes.
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, por lo tanto la señal estará compuesta por una combinación de
unos y ceros que en nada se va a parecer a la señal original. Digitalizar
significa transformar cualquier tipo de información en valores numéricos
correspondientes a los pares binarios 0 y 1.
El proceso de
digitalización consta de tres fases principales:
2.4 DIGITALIZACIÓN DE LA IMAGEN
En la actualidad es
complicado encontrar a gente que use una cámara fotográfica analógica, 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 las fotografías
de forma instantánea y facilidades para su intercambio y retoque fotográfico.
La calidad de una cámara
se mide por el número de píxeles que ofrece. Una imagen consiste en un conjunto
de puntos llamados píxeles. El píxel es el componente más pequeño de la imagen
digital.
Dicho de otro modo, es
como si cada fotografía estuviera compuesta por una serie de cuadrículas; cada
una de esas cuadrículas minúsculas 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 unos y ceros, por lo que la calidad final dependerá igualmente
del número de bits que se elijan para representar cada píxel.
Algunas imágenes son
comprimidas para mejorar su almacenamiento e intercambio. Por un lado existe la
comprensión sin pérdidas en la que la imagen resultante es exactamente igual a
la imagen sin comprimir. Por otro lado, tenemos la comprensión con pérdidas que
se realizan algoritmos que analizan cual es la información para poder
desecharla, de forma que solo notaremos esta pérdida de calidad si realizamos
grandes ampliaciones de la imagen.
Existen diferentes
formatos de archivos:
En la comprensión sin pérdidas:
tenemos los formatos de alta calidad utilizados en cámaras digitales: TIFF y
RAW, y aquellos de peor calidad como GIF, PNG y PSD, que suelen ser usados en
imágenes pequeñas en Internet.
En la comprensión con pérdidas
el formato de archivo más conocido es el JPG o JPEG. Es utilizado 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. 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 en los años 90
fue 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. Este formato utiliza
una técnica basada en las limitaciones del oído humano, capaz de captar
únicamente los sonidos de frecuencias entre 30 Hz y 20 kHz. Por lo tanto 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.
