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Qué son los bytes y los bits


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En informática hay muchos términos para describir las cosas, pero sin duda alguna hay dos que se utilizan desde el primer momento en que se enciende una computadora; incluso antes en el momento de comprarla, se trata de los bytes y bits. Es muy usual escuchar frases como, "esta computadora tiene 4 gigabytes de memoria" o "es un disco de 1 terabyte" o "tiene un microprocesador de 64 bits" y es aún más usual escuchar frases como "esta imagen es de 100 kilobytes" o "el archivo pesa 1 megabyte".

Es más que obvio que por las frases recién leídas los bytes y los bits se utilizan para medir capacides de dispositivos de la computadora y tamaños de archivos. Así por lo general, tal vez por intuición humana, aunque no se sepa que son los bytes y los bits, a la hora de comprar una computadora nueva se prefiere que los dispositivos que forman parte de la misma (memoria, disco duro, microprocesador, etc) presenten la mayor cantidad de bytes y bits posibles, ya que se supone que si tienen más serán más rápidas o tendrán mayores capacidades. Por otro lado, si un achivo tiene más bytes que otro se entiende que el primer archivo es más grande que el segundo y que ocupará más espacio de memoria o de almacenamiento del disco duro. Pero a pesar de darse uno cuenta superficialmente que más bytes y bits significan más espacio o tamaño, sigue quedando la duda de qué son exactamente estas unidades de medida, qué significan y qué representan.

En el siguiente artículo les explicaré de la manera más clara posible qué son los bytes y los bits, para que puedan utilizar correctamente estas unidades de medida informáticas y así administrar de manera más eficiente las computadoras, aprovechando mejor el espacio disponible; o para tomar mejores decisiones a la hora de comprar un equipo nuevo, el cual deberá cubrir los requerimientos personales o profesionales según las actividades que se realizarán con el mismo.
 
 

QUÉ SON LOS BITS

Para entender qué son los bits, primero es necesario saber cómo funcionan las computadoras. Nosotros los seres humanos para realizar todas las actividades de la vida utilizamos como centro de órdenes el cerebro; las computadoras por su parte, para poder emular lo mejor posible a los cerebros humanos y realizar las distintas tareas como el proceso de datos, cálculos, reproducir imágenes, videos, etc; requieren de técnicas que tuvieron que idear los ingenieros hace ya muchas décadas y las cuales en esencia se mantienen vigentes a pesar del gran desarrollo que ha experimentado la informática.

Dado que las computadoras son máquinas electrónicas, el medio que utilizan para realizar todas las tareas es la electricidad. Así, los ingenieros encontraron que la mejor manera de aprovechar la electricidad para realizar las distintas tareas de procesamiento era utilizando el sistema binario, ya que su gran simpleza permite realizar las funciones más complejas e inimaginables.

Los seres humanos utilizan el sistema numérico decimal en su vida cotidiana; se piensa que el motivo que facilitó la aplicación de dicho sistema es que tienen diez dedos en las manos, los cuales se utilizaban para realizar cálculos. Para representar todos los números se utilizan diez dígitos (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9); y es algo que los seres humanos ya tienen incorporado en sus modos de vida desde pequeños. Sin embargo con las computadoras, utilizar el sistema numérico decimal para realizar todas las tareas de procesamiento con electricidad se hacía complejo, por lo tanto los ingenieros buscaron otro sistema numérico que se adaptara mejor a la naturaleza eléctrica para representar todo tipo de elementos, desde números y letras al principio, hasta imágenes, videos y sonidos hoy día; la solución la encontraron en el sistema numérico binario.

En realidad se pueden crear todo tipo de sistemas numéricos además del decimal (que utiliza 10 dígitos) y del binario (2 dígitos); como por ejemplo el duodecimal (que utiliza 12 dígitos) o el hexadecimal (que utiliza 16 dígitos), entre otros. Sólo que el decimal se nos hace más comprensible a los seres humanos; mientras que el binario resultó muy práctico para el diseño de sistemas "inteligentes" artificiales eléctricos (computadoras). El principal motivo es que el sistema binario utiliza tan sólo dos dígitos (el 1 y el 0) para representar todos los números. Esto se logra utilizando dos tipos de pulsos eléctricos para representar cada uno de estos dos dígitos. Pulsos eléctricos con un cierto voltaje para representar el 1 y pulsos eléctricos de cerca de 0 volts para representar el 0. De esta manera con pulsos eléctricos se pueden representar todos los números en sistema binario; y como los números a su vez sirven para describir todo tipo de cosas; por consiguiente con dichos pulsos eléctricos se pueden representar elementos que van desde números y letras hasta audio y video.

Como les mencioné antes, para representar todos los números en sistema decimal se utilizan diez dígitos del 0 al 9, mientras que en el sistema binario se utilizan tan sólo dos, el 0 y el 1. A continuación pasaré a explicarles brevemente cómo convertir números del sistema decimal al binario. Pero primero veamos cómo se forman los números en sistema decimal:

Los números decimales están formados por unidades, decenas, centenas, unidades de mil, etc. Para obtenerlas hay que calcular las distintas potencias de 10. Todo número multiplicado por sí mismo una cierta cantidad de veces es una potencia, así:

100 da como resultado 1 (todo número elevado a la 0 siempre da como resultado 1)
101 da como resultado 10
102 da como resultado 100, (ya que 10 x 10 = 100)
103 da como resultado 1000, (ya que 10 x 10 x 10 = 1000)
104 da como resultado 10000, (ya que 10 x 10 x 10 x 10 = 10000)

Y así se sigue con cada potencia de 10 agregando un cero. Por lo tanto para formar cualquier número decimal se debe multiplicar el dígito que representa cada sección del número por el resultado de la potencia de 10 correspondiente y luego sumar todos los resultados o productos:

Por ejemplo para formar el número 452.323:

(4 x 105) + (5 x 104) + (2 x 103) + (3 x 102) + (2 x 101) + (3 x 100) 

= (4 x 100.000) + (5 x 10.000) + (2 x 1.000) + (3 x 100) + (2 x 10) + (3 x 1)

= 400.000 + 50.000 + 2.000 + 300 + 20 + 3 = 452.323

Otro ejemplo; para formar el número 520.400:

(5 x 105) + (2 x 104) + (0 x 103) + (4 x 102) + (0 x 101) + (0 x 100) 

= (5 x 100.000) + (2 x 10.000) + (0 x 1.000) + (4 x 100) + (0 x 10) + (0 x 1)

=
500.000 + 20.000 + 0 + 400 + 0 + 0 = 520.400

Así se pueden formar todos los números, multiplicando cada uno de los diez dígitos por la potencia de 10 correspondiente y sumándolos.

Ahora veamos cómo se hace para formar los números del sistema binario; pero en lugar de utilizar potencias del 10 utilizaremos potencias de 2:

20 da como resultado 1 (todo número elevado a la 0 siempre da como resultado 1)
21 da como resultado 2
22 da como resultado 4
23 da como resultado 8
24 da como resultado 16
25 da como resultado 32
26 da como resultado 64
27 da como resultado 128
28 da como resultado 256
29 da como resultado 512
210 da como resultado 1024

Así, cada sección del número binario que utiliza el 2 en lugar del 10, ya que se trata de un sistema de 2 dígitos en lugar de 10, deberá ser multiplicada por uno de los dos dígitos disponibes en el sistema (el 1 o el 0). Por lo tanto si queremos representar el número 24:

(1 x 24) + (1 x 23) + (0 x 22) + (0 x 21) + (0 x 20) 

= (1 x 16) + (1 x 8) + (0 x 4) + (0 x 2) + (0 x 1)

=
16 + 8 + 0 + 0 + 0 = 24

= 1 1 0 0 0

Cada sección con valor distinto a 0 se representa con un 1 en el número binario mientras que cada sección de valor 0 con un 0.

Entonces el número 24 en binario es 11000 (atención, se lee o pronuncia de la siguiente manera: uno, uno, cero, cero, cero).

Veamos otro ejemplo:

El número 255 en binario:

(1 x 27) + (1 x 26) + (1 x 25) + (1 x 24) + (1 x 23) + (1 x 22) + (1 x 21) + (1 x 20) 

= (1 x 128) + (1 x 64) + (1 x 32) + (1 x 16) + (1 x 8) + (1 x 4) + (1 x 2) + (1 x 1)

=
128 + 64 + 32 + 16 + 8 + 4 + 2+ 1 = 255

= 1 1 1 1 1 1 1 1

El número 255 en binario es 11111111 (se lee o pronuncia de la siguiente manera: uno, uno, uno, uno, uno, uno, uno, uno).

Ahora que ya se entiende el sistema numérico binario, les explicaré cómo el mismo se aprovecha para hacer que las computadoras funcionen y realicen todas las tareas con simples pulsos eléctricos que representan los dígitos binarios 1 y 0.

En informática la menor unidad indivisible posible es un simple pulso eléctrico, que puede representar un 1 o un 0; a ese pulso se lo denomina Bit, un término que se formó de la contracción de las palabras Binary digit (dígito binario). Por lo general para representar el 1 se utilizan pulsos eléctricos de entre 2 y 5 volts, mientras que para representar el 0 se utilizan voltajes muy bajos cercanos a los 0 volts. Por lo tanto esos pulsos eléctricos se pueden utilizar para emular el sistema binario y por ende realizar todo tipo de tareas; desde realizar cálculos matemáticos, representar distintos caracteres como letras y símbolos, comunicarse con otras computadoras, hasta crear imágenes y sonidos. Se puede hacer casi todo con computadoras, y eso es gracias a unos simples pulsos eléctricos que los ingenieros logran hacer comportar como números binarios.

Ya que los pulsos eléctricos se pueden comportar como 1 y 0 del sistema binario y además son tan rápidos (se mueven a velocidades cercanas a la de la luz), se pueden realizar todo tipo de cálculos matemáticos y lógicos velozmente, convirtiendo así a las computadoras en herramientas indispensables para todo tipo de tareas que puedan o requieran cuantificarse.

Pulsos electricos que representan bits
Pulsos eléctricos de bits, que representan los 1 y 0 del sistema binario, enviados a través de las líneas de datos desde la memoria al microprocesador de la computadora. Los 1 del sistema numérico binario se representan mediante pulsos eléctricos de entre 2 y 5 Volts, mientras que los 0 se representan mediante pulsos cercanos a los 0 Volts.

 
 
Por otro lado los ingenieros idearon, hace ya varias décadas, un sistema de códigos numérícos para representar letras y símbolos, y de esta manera poder armar frases y textos de todo tipo, convirtiendo a las computadoras en poderosos procesadores de texto y medios de comunicación textuales. Así a cada letra y símbolo le corresponde un número único que lo representa; para ver una lista completa de los números que le corresponden a cada letra y símbolo les recomiendo el siguiente enlace: Caracteres del código ASCII

Es increible cómo tantas cosas en la vida se pueden representar con el sistema binario; sino simplemente vean todas las cosas que hacen las computadoras hoy día. Se utilizan para diseño de imágenes, procesamiento de texto, telecomunicaciones, diseño de animaciones virtuales, herramientas científicas, de medicina, astronómicas, administrativas, jugar, ver películas y un sin fin de tareas. Prácticamente están presentes en casi todas las actividades de nuestras vidas; y todo eso gracias a que son muchas las cosas que se pueden representar con el sistema binario y por ende con simples pulsos eléctricos, o bits, que representan los dos dígitos de dicho sistema numérico. Eso es digitalización, el proceso de convertir cualquier cosa en un formato representado por 1 y 0, o sea por bits; casi todo hoy día se digitaliza.

A continuación les explicaré cómo se utilizan en la práctica los bits o cómo funcionan, para poder entender frases como "Es un microprocesador de 64 bits", "sistema operativo de 32 bits", etc. Para entender eso primero hay que saber qué es un byte.

 

QUE SON LOS BYTES

 
Como ya se vio, los bits son la menor unidad "física" de información, ya que son pulsos eléctricos que representan los 1 y 0. Por otro lado, los bytes son la menor unidad "lógica" de información, equivalente a un carácter (letra o símbolo). La diferencia es que para los seres humanos un pulso eléctrico, o un bit; no tiene un significado práctico mientras que un byte sí; ya que se trata de un carácter, letra o símbolo; lo cual tiene un significado para los seres humanos. Un byte está formado por 8 bits o pulsos eléctricos. Por lo tanto en informática se toma como unidad de medida de capacidad de almacenamiento de dispositivos como el disco duro o memoria, la cantidad de caracteres de texto que se pueden almacenar en los mismos. Así un disco duro con capacidad de almacenamiento de 500 gigabytes puede almacenar hasta 500.000.000.000 (500.000 millones) de caracteres o bytes. Más tarde les explicaré qué representan los prefijos mega, giga, etc.

Se puede realizar la prueba creando un archivo de texto con el Bloc de notas de Windows, donde pueden escribir por ejemplo la frase hola amigos, qué tal. Luego de guardarlo con un nombre como prueba.txt, presionen con el botón derecho sobre el ícono del archivo y seleccionen la opción propiedades; esto abrirá una ventana donde se describen las propiedades del archivo; si se fijan en la parte donde dice Tamaño, verán que el mismo es de 20 bytes, o lo que es igual a 20 caracteres, que es la cantidad que contiene la frase escrita; incluyendo los espacios en blanco, ya que también se consideran caracteres de 1 byte.
 
Ahora la pregunta que sigue es por qué 1 byte contiene o está formado por 8 bits. En realidad se trata de una decisión arbitraria por parte de los ingenieros que se fue implantando más por costumbre que por necesidad técnica. Veamos un poco de historia:

En los inicios de la informática, a mediados de siglo XX, las computadoras realizaban únicamente cálculos matemáticos a través del sistema numérico binario, con pulsos eléctricos o bits; pero luego comenzó a requerirse la utilización de caracteres para poder transmitir mensajes de texto. Por aquel entonces no se utilizaban teclados y pantallas o monitores, sino tarjetas perforadas tanto para la introducción como para la salida u obtención de datos procesados por la computadora.

En los primeros tiempos se podían representar los 10 dígitos decimales y las 26 letras mayúsculas del abecedario inglés; nada más, ni siquiera habían signos de puntuación. Luego comenzaron a necesitarse más símbolos y caracteres para el procesamiento de texto en computadoras; por lo tanto se diseñaron conjuntos de hasta 64 caracteres, que incluían los 10 dígitos decimales, las 26 letras mayúsculas del abecedario inglés y varios símbolos y signos de puntuación. Con el pasar del tiempo se requirieron letras en minúscula así como más símbolos. Pero para entender mejor cómo se obtuvo eso, hay que comprender la tecnología detrás de la representación de caracteres con bits, o sea con pulsos eléctricos.

A cada carácter le corresponde un código numérico que lo representa; por ejemplo la letra A es representada por el código 65, la letra d es representada por el código 100, la Ñ por el código 165, etc. Para ver qué número representa cada carácter vean: Caracteres de código ASCII.

Pero como ya se sabe las computadoras funcionan con el sistema numérico binario a través de los bits, por lo tanto los números que representan a cada letra o símbolo en realidad la computadora los reconoce, procesa, almacena y representa mediante el sistema binario; por lo tanto la letra A es representada por el número binario 01000001 (65), la letra d con el número binario 01100100 (100), la Ñ con el número 10100101 (165), etc. Sin embargo aún falta entender por qué un byte está comprendido por 8 bits y además por qué cada carácter tiene o está formado por una cantidad máxima de ellos.

Ya que cada letra o símbolo se representa con un número binario formado por pulsos eléctricos, o sea bits, se presentan limitaciones técnicas, las cuales se pueden explicar con simples matemáticas. Supongan que se quiere desarrollar un juego de caracteres que utiliza 4 bits para representar el número que le corresponde a cada carácter. Ya que se trata de un sistema binario que cuenta con 2 dígitos (1 y 0) y cada carácter requiere cuatro bits o pulsos eléctricos, la cantidad máxima de caracteres que puede tener ese sistema es de 24 (o sea 16); la razón es porque se trata de un sistema numérico que utiliza dos dígitos y cada número cuenta con cuatro espacios para bits. Veamos las distintas combinaciones:

0000 = 0
0001 = 1
0010 = 2
0011 = 3
0100 = 4
0101 = 5
0110 = 6
0111 = 7
1000 = 8
1001 = 9
1010 = 10
1011 = 11
1100 = 12
1101 = 13
1110 = 14
1111 = 15

Por lo tanto si cada número binario tiene 4 espacios (sistema de 4 bits), puede haber una cantidad máxima de 16 combinaciones numéricas distintas, como se ve en la lista anterior. Esto se resuelve rápidamente con la siguiente fórmula simple: Cantidad-de-dígitos-del-sistemaCantidad-de-espacios . Esto se aplica a todos los sistemas numéricos. Por ejemplo en el sistema numérico decimal (10 dígitos) si queremos saber la cantidad de números distintos que se pueden formar utilizando tres espacios (del 000 al 999) debemos realizar el siguiente cálculo: 103 = 1.000 . En el sistema binario sucede igual.

Así, con 6 espacios para representar cada número binario, se podrían obtener 26 (o sea 64) números distintos que representarían a cada letra o símbolo del juego de caracteres; entonces estaríamos hablando de un juego de caracteres de 6 bits (ya que se representan con 6 pulsos eléctricos). Mientras que en un juego de caracteres de 8 bits, se pueden obtener 28 (o sea 256) caracteres.

Volviendo a la historia, durante la década del '50 se utilizaron juegos de caracteres de 6 bits (64 caracteres); pero tras el requerimiento de letras minúsculas, una mayor cantidad de símbolos, y signos de puntuación se tuvieron que idear otros más completos.

En julio de 1956 durante el desarrollo de la computadora IBM STRETCH, el Dr. Werner Bucholz, bautizó al agrupamiento de 8-bits para la representación de cada carácter con el nombre de byte, se trata de una adaptación del término bite (mordisco o pedazo en inglés) para diferenciarlo de los bits. Dicho juego de caracteres presentaba 256 letras y símbolos (28). Luego se desarrollaron otros conjuntos de distintas cantidades de bits; incluyendo el código ASCII, creado en 1963, con 128 caracteres al principio. Por lo tanto el término byte se utilizó para representar agrupamientos de distintas cantidades de bits; sin embargo por varios motivos el que más se popularizó es el de 8-bits, también conocido como octeto, término utilizado igualmente para describir agrupamientos de 8 bits, e incluso preferido en algunas ocasiones.

Algunos de los motivos que popularizaron el byte de 8-bits, son los siguientes:
 

  • La razón principal es que a partir de la década de los años 1970s los 8-bits se convirtieron en el menor común denominador de la informática; donde los microprocesadores eran de 8-bits; esto significa que podían procesar 8 bits simultáneamente en un instante particular. Con el tiempo comenzaron a aparecer microprocesadores que podían procesar 16 bits simultáneamente, luego 32 bits, 64 bits y eventualmente 128; todos múltiplos de 8. También existieron microprocesadores de 18 y 36 bits, pero dejaron de fabricarse, popularizándose los múltiplos de 8.
  • Los primeros microprocesadores comerciales de los años 1970s eran de 4-bits, o sea que podían procesar 4 bits simultáneamente, en un instante particular; pero hacia la segunda mitad de dicha década comenzaron a popularizarse los de 8-bits cuando empresas como IBM y Apple comenzaron a comercializar computadoras personales.
  • En los años 1970s las placas de circuitos y periféricos eran aún caros; por lo tanto se siguió utilzando tecnología de 8-bits; en la que se podían transportar de un dispositivo a otro (por ejemplo del microprocesador a la memoria o de la memoria a la placa de video) 8 bits simultáneamente. Incluso cuando se desarrollaron los primeros microprocesadores comerciales de 16 bits (que podían procesar 16 bits simultáneamente), cuando dichos bits o pulsos eléctricos viajaban por las líneas de datos hacia la memoria lo hacían de a 8 simultáneamente; para reducir costos de material de circuitería.
  • En los años 1960s el juego de caracteres ASCII de 7-bits (128 caracteres) era un nuevo estándar; pero para cuando fue internacionalmente aceptado ya habían muchas variantes. En los años 1960s IBM introdujo el juego de caracteres de 8-bits EBCDIC. Hacia finales de los años 1970s, se pensaba que UNIX iba a convertirse en el sistema operativo dominante; el lenguaje de programación de UNIX, para desarrollar las distintas aplicaciones para dicho sistema operativo, era C, el cual requería un juego de caracteres de 8-bits. Sin embargo el sistema operativo que terminó siendo más popular fue el PCDOS o MS-DOS, el cual también utilizaba un juego de caracteres de 8-bits, una versión extendida de 256 caracteres del estándar ASCII. Luego con la llegada de Windows, que utilizaba la misma estructura de DOS, se siguió utilizando el juego de caracteres y por ende el byte de 8 bits.
  • En telecomunicaciones, con el desarrollo de la telefonía digital a principios de la década de los años 1960s, se estandarizó el sistema de 8-bits, en el que los datos que se transmitían eran de 8-bits o pulsos eléctricos. Este sistema fue, décadas después, adoptado y desarrollado por las modernas redes de comunicación incluyendo Internet.

Ya ha quedado claro que un byte equivale al tamaño que ocupa un carácter, el cual es tomado como unidad de medida patrón para medir la capacidad de dispositivos de la computadora como la memoria o el disco duro, así como el tamaño de los archivos.

Por lo tanto si se tiene un disco duro de 500 Gigabytes, significa que se pueden almacenar hasta 500.000.000.000 (500.000 millones) de caracteres, o archivos cuyos tamaños sumados ocuparían lo mismo que esa cantidad de caracteres. Un módulo de memoria de 4 Gigabytes puede almacenar 4.000.000.000 (4.000 millones) de caracteres simultáneamente o datos cuyos tamaños sumados ocupan lo mismo que esa cantidad de caracteres. Así, el tamaño que ocupa un carácter en el disco, memoria y otros dispositivos de la computadora, es utilizado como unidad de medida patrón en informática.

Pero volviendo a ver el ejemplo del archivo de texto que llamamos prueba.txt y que contiene la oración hola amigos, qué tal, veamos cómo lo "interpreta" en realidad la computadora a dicho texto en binario utilizando pulsos eléctricos técnicamente llamados bits.

Primero vamos a pasar cada carácter del texto a su correspondiente código ASCII en el sistema numérico decimal y luego lo pasaremos a binario.

hola amigos, qué tal = 104 111 108 97 32 97 109 106 103 111 115 44 32 113 117 130 32 116 97 108

Lo cual en binario sería: 01101000 01101111 01101100 01100001 00100000 01100001 01101101 01101010 01100111 01101111 01110011 00101100 00100000 01110001 01110101 10000010 00100000 01110100 01100001 01101100


El texto anterior tiene un tamaño de 20 bytes (20 caracteres), recuerden que el espacio y la coma también son caracteres. Además cada byte está compuesto por 8 bits, o sea pulsos eléctricos de entre 2 y 5 volts que representan los 1 y cercanos a los 0 volts para representar los 0 de los números binarios. Desde el punto de vista técnico, si se multiplica la cantidad de bits en cada byte por la cantidad de caracteres o bytes en el texto, llegamos a la conclusión de que la computadora requiere 160 pulsos eléctricos para representar la oración del texto recién analizado. Así llegamos al punto más elemental del funcionamiento de las computadoras a nivel de pulsos eléctricos (bits), la menor cantidad de información indivisible.

Celdas de memoria y bits

La memoria de la computadora almacena los datos que luego el microprocesador utilizará, en forma de cargas eléctricas de entre 2 y 5 volts (según el modelo) para representar los 1 binarios y cargas cercanas a los 0 volts para representar los 0 binarios. Dichas cargas son bits, y se almacenan temporalmente en celdas de memoria. El microprocesador considera una dirección individual de memoria a cada conjunto de 8 celdas, los cuales forman 1 byte. En la imagen de arriba se muestra cómo se almacena en las celdas de memoria la frase de 20 caracteres hola amigos, qué tal. Para leer cada conjunto de cargas eléctricas (bits) que forman 1 byte en la imagen hay que comenzar de la esquina superior izquierda y leer el primer conjunto de bits de izquierda a derecha, luego continuar con los cuatro de abajo, seguir con la columna de cinco filas de la derecha y continuar así hasta formar los 20 caracteres de la frase. Cada celda está compuesta por un capacitor y un transistor, donde se almacena la carga eléctrica (1 o 0)

 

PREFIJOS DE BITS Y BYTES

Dado que las computadoras modernas tienen altos niveles de rendimiento, así como una gran capacidad de almacenamiento en memoria y otros dispositivos como los discos duros, memorias extraíbles, etc; escribir la gran cantidad bits y bytes que se manejan con sus números completos se volvería incómodo, ya que son miles de millones o incluso billones de bytes. Para eso se utilizan prefijos antepuestos al término byte, para indicar qué capacidad tienen los dispositivos de almacenamiento. Es normal escuchar términos como megabyte, gigabyte o terabyte entre otros, los cuales son potencias de 1000.
 
 

NOMBRE DEL SISTEMA INTERNACIONAL DE MEDIDAS

POTENCIA DE 10 POTENCIA DE 1000 CANTIDAD DE BYTES
kilobyte (kB) 103 10001 1.000 / mil bytes
megabyte (MB) 106 10002 1.000.000 / un millón de bytes
gigabyte (GB) 109 10003 1.000.000.000 / mil millones de bytes
terabyte (TB) 1012 10004 1.000.000.000.000 / un billón de bytes
petabyte (PB) 1015 10005 1.000.000.000.000.000 / mil billones de bytes
exabyte (EB) 1018 10006 1.000.000.000.000.000.000 / un trillón de bytes
zettabyte (ZB) 1021 10007 1.000.000.000.000.000.000.000 / mil trillones de bytes

 

Pero aquí es donde se confunden un poco las cosas; dado que las computadoras son máquinas que trabajan bajo el sistema numérico binario, para medir el tamaño de archivos, capacidad de memoria y algunos otros dispositivos en realidad se utilizan potencias de 2 en lugar de potencias de 10. Por lo tanto cuando se habla de 1 kilobyte, nos referimos a la potencia de 2 con el resultado más cercano a 1000, la cual sería 210 (1024 bytes); mientras que 1 megabyte equivale a la potencia de 2 con el resultado más cercano a 1.000.000 (un millón), la cual sería 220 (1.048.576 bytes). Sin embargo por razones de practicidad y rapidez en el habla diaria se suelen utilizar potencias de 10, como las vistas en la tabla anterior.

También hay que aclarar que para algunas cosas se siguen utilizando tanto técnicamente como comercialmente potencias de 10; por ejemplo para indicar capacidad de almacenamiento de discos duros, tasas de transferencia de datos o de frecuencias del microprocesador (algo que explicaré a continuación en la siguiente sección). Es por eso que en el caso de un disco duro; si por ejemplo se indica que tiene una capacidad de almacenamiento de 500 GB, en realidad el sistema operativo Windows solamente leerá 465,66 GB ya que el disco tiene un total de 500.000 millones de bytes; y si se multiplicara 500 GB por el gigabyte de potencia de 2 equivalente a 230 o 1.073.741.824 bytes esto daría como resultado aproximadamente 537.000 millones de bytes; sin embargo como el disco tiene una capacidad de 500.000 millones de bytes; utilizando el gigabyte de potencia de 230, eso equivale a un total de 465,66 GB en el sistema operativo.

Las memorias se comercializan utilizando potencias de 2; por lo tanto un módulo de 4 GB, tiene una capacidad de 4 x 230 bytes o 4 x 1.073.741.824 bytes; equivalente a 4.294.967.296 bytes y no 4.000 millones. Las tasas de transferencia de datos por su lado, se miden utilizando potencias de 10; así una lectora de DVD cuya tasa de transferencia de datos es de 33.24 MB por segundo, equivale a 33.240.000 bytes/segundo. En discos ópticos, los CDs utilizan potencias de 2 mientras que los DVDs utilizan potencias de 10 para medir capacidades. Así, en un CD, 1 MB equivale a 220bytes; y en un DVD 1 GB a 1.000.000.000 bytes.

Para diferenciar las mediciones con potencias de 10 de las de 2, la International Electrotechnical Commission (IEC), en inglés la Comisión Internacional Electrotécnica; sugirió implementar un conjunto de prefijos especiales para las potencias de 2. A pesar de haberse implementado a partir de comienzos del siglo XXI, no ha llegado a popularizarse, siguiendo vigente el conjunto de prefijos tradicional tanto para mediciones de potencias de 10 así como para mediciones de potencias de 2.
 
 
Veamos una tabla comparativa:

NOMBRE DEL SISTEMA INTERNACIONAL DE MEDIDAS / NOMBRE DEL SISTEMA IEC

POTENCIA DE 10 POTENCIA DE 2 CANTIDAD DE BYTES UTILIZANDO POTENCIAS DE 2
kilobyte (kB) / kibibyte (KiB)
103 210 1.024 bytes
megabyte (MB) / mebibyte (MiB) 106 220 1.048.576 bytes
gigabyte (GB) / gibibyte (GiB) 109 230 1.073.741.824 bytes
terabyte (TB) / tebibyte (TiB) 1012 240 1.099.511.627.776 bytes
petabyte (PB) / pebibyte (PiB)
1015 250 1.125.899.906.842.624 bytes
exabyte (EB) / exbibyte (EiB)
1018 260 1.152.921.504.606.846.976 bytes
zettabyte (ZB) / zebibyte (ZiB) 1021 270  1,18 x 1021 bytes

 

Como se ve en la tabla anterior; los prefijos de potencia de 2 equivalen a una mayor cantidad de bytes que los de 10. La diferencia en el orden de los kilobytes es de aproximadamente 2,4%; en los megabytes del 5% y en los terabytes del 10%.

Reitero, la nomenclatura del IEC no es muy utilizada y se siguen utilizando los prefijos del Sistema Internacional tanto para potencias de 2 como de 10.

 
 
Ejemplos en los que se utilizan bytes:
 

  • Las imágenes en formato JPG promedio ocupan entre 100 y 500 KB.
  • Los discos duros promedio de hace 20 años tenían capacidades de entre 100 MB y 400 MB.
  • Los discos duros promedio de principios de la década de 2000 tenían capacidades de entre 1 GB y 20 GB.
  • Los discos duros promedio de mediados de la década de 2000 tenían capacidades de entre 50 GB y 100 GB.
  • Los discos duros promedio de finales de la década de 2000 tenían capacidades de entre 100 GB y 500 GB.
  • Los discos duros promedio hacia el 2012 tenían capacidades de entre 1 TB (1000 GB) y 3 TB (3000 GB).
  • Hace más de 20 años, los juegos más populares ocupaban aproximadamente entre 5 MB y 20 MB del disco duro, y se comercializaban en conjuntos de varios diskettes de 1.44 MB.
  • Hacia el año 2012 los juegos más populares ocupaban entre 10 y 20 GB (aproximadamente la misma capacidad de los discos duros de hace una década) siendo comercializados en DVDs, Bluerays o por descarga directa a través de Internet.
  • Una película promedio de buena calidad ocupa aproximadamente 1 GB.
  • Hacia el año 2011 se calculaba que la cantidad de bytes transferidos anualmente por Internet era de 10 EB (exabytes).
  • Hacia el año 2011 se calculaba que el tamaño total de Internet (tamaño total almacenado) era de 500 EB (exabytes).
  • Hacia el año 2012 se calculaba que la cantidad de información almacenada en todas las computadoras del mundo era cercana a 2 ZB (zettabytes).

Continúa en Qué son los bytes y los bits 2 >>


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Comentarios

Mágnifico artículo!!! Muy

Mágnifico artículo!!!
Muy recomendable para los que sin ser ingeneiros informáticos o electrónicos quieren saber como funcionan en última instancia los ordenadores.
Gracias

Sencillament espectacular la

Sencillament espectacular la explicación..con un orden de explicacion acorde al contenido que uno debe ir comprendiendo

Pedazo de explicación, la

Pedazo de explicación, la mejor que he visto. Tal vez podrías publicarla en Wikipedia y citarte como fuente. Gracias en cualquier caso, gente como tú hace que el mundo mejore cada día.

 Simplemente genial amigo

 Simplemente genial amigo te felicito, si todo fuera explicado de esa manera la humanidad avanzaria mas rapido.

Lo has explicado mejor que

Lo has explicado mejor que mi profesor de ing. en sistemas :D gracias !!

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