Bit

Bit es el acrónimo de BInary digiT (dígito binario) y representa un dígito en el sistema de numeración binario. Puede representar dos valores 0 y 1 (o Verdardero/Falso, Encendido/Apagado y otros dependiendo del contexto). Normalmente, en informática y teoría de la información, se trata de la unidad mínima de información que se puede almacenar; aunque esto realmente depende de la arquitectura, por ejemplo, en computación cuántica se usa el Qubit y en los orígenes de la informática se crearon ordenadores que usaban otros sistemas de numeración.

Combinaciones

Los bits por si solos tan solo pueden guardar uno de ambos estados y por tanto si se quiere guardar información más compleja se deben agrupar más bits.

Sistemas numéricos

Al igual que otros sistemas numéricos el sistema de numeración binario sirve para representar números. Sin embargo, existe una serie de codificaciones diferentes para su representación:

Binario natural

Consiste en la representación de los números igual que usar la forma matemática binaria. La posición del bit es significativa indicando el peso del byte, pero teniendo en cuenta que equivale a sumar potencias de 2.

BCD

Es una codificación directa del número en decimal. En el cada cifra decimal es sustituida por 4 bits indicando su valor.

Exceso 3

Es una variación del sistema BCD. Como en 4 bits se pueden codificar 16 valores distintos frente a los 10 de cada cifra en decimal, al valor BCD se le suma 3 de tal forma que los valores validos para esta codificación quedan en el medio de los 16.

Código Gray

Se trata también de una conversión directa del número en decimal a 4 bits por cifra, pero con la particularidad de que para incrementar en una unidad una cifra tan solo es necesario cambiar el estado de un bit del valor anterior.

En el terreno de la informática la capacidad está limitada al número de bits asignados para guardar el número en cuestión, podemos realizar las siguientes distinciones:

Enteros y Coma fija

Cierto numero de bits son usados para la parte decimal (en el caso de enteros, ninguno) y los restante para la parte entera. Internamente no tiene porqué usarse binario natural para guardar las cifras (de hecho el sistema BCD fue usado por algunos sistema), y si quieren guardar numero negativos.

Coma flotante

El número se representa como un número multiplicado por una potencia de 2 elevada a otro número (x * 2^y). Al igual que los de coma fija se reservan una serie de bits para el número significativo y los restantes para el exponente de la potencia. Se suele llamar mantisa (aunque en su sentido matemático no tiene ese significado) a los bits que representan al número con las cifras significativas y suele haber uno reservado para el signo. El otro se le llama exponente. Puede haber infinitos formatos de como se pueden guardar: número de bits para la mantisa y el exponente, formato en el que se guarda los respectivos números, si tienen bit de signo, etc. Sin embargo, el IEEE define estándares (IEEE 754) para guardar números con coma flotante ampliamente usados.

Sin signo

Se usan todos los bits para guardar el número en cuestión y por tanto solo se pueden guardar números positivos.

Con signo

El espacio reservado para guardar el número sirve para números negativos. Por tanto, el mayor valor positio que se puede guardar queda reducido a la mitad. En algunos casos, se reserva un bit para el signo; pero tecnológicamente existen métodos para guardar número negativos con más ventajas como el Complemento a uno y el Complemento a dos. Sobre todo este último ya que permite la realización de restas o sumas con números negativos de forma más simple.

Byte, Word, Nibble

Véase también su artículo principal: Byte.

Posiblemente una de las combinaciones más conocidas de bits es el Byte (inicialmente traducido como octeto aunque ha caído en desuso). Consiste en un tamaño concreto de bits asociados, y actualmente como estándar de facto está establecido en 8 bits y por tanto representando 2⁸ = 256 valores diferentes; aunque dependiendo de la arquitectura tampoco tiene porque ser así existiendo computadoras antiguas en las que un byte son 6, 7 o 9 bits.

La existencia de bytes de otros tamaños es debido a que el byte sería la unidad más pequeña a la que se puede acceder (independientemente de que una vez accedida se puedan hacer comprobaciones o modificaciones a nivel de bit) y por tanto dependía del procesador y el bus. Por ejemplo, el código ASCII inicialmente definía un Byte como 7 bits

Con la llegada de arquitecturas con una capacidad de proceso de múltiplos de 8 bits (16, 32, 64, ...), se mantuvo término byte para 8 bits y se crearon palabras nuevas para la unidad básica de dichas arquitecturas Word (palabra).

También existe un submúltiplo llamado Nibble que son 4 bits.

LSB, MSB, Little Endian y Big Endian

Uno de los detalles más importantes en electrónica es el orden de los bits, es decir si el primero es el de menos peso o el de más. Para poner símil, teniendo en cuenta el sentido de lectura, alguien que español esperaría que el número esté de izquierda a derecha mientras que alguien que hable árabe esperaría que estuviera de derecha a izquierda (salvando la diferencia de que en la memorias no existe izquierda ni derecha, sino antes y después). Así que se debe definir si el primer bit es el LSB (Less Significant Bit, el bit menos significativo o de menor peso) o el MSB (Most Significant Bit, el bit más significativo o de mayor peso).

Intuitivamente, como ya se ha dicho, se suele representar un valor binario con el MSB a la izquierda es decir el primero; sin embargo para el sistema puede que sea más conveniente que estén invertido (por ejemplo, para realizar operaciones) y por tanto desde su fase de diseño se hizo que se manejaran al revés.

Además del orden de los bits dentro de un byte, además también hay que tener en cuenta en el orden en el que se guardan los bytes en datos que ocupan varios. Que un sistema guarde primero el MSB tampoco implica que en una palabra de 32 bits, los bytes se guarden también en dicho orden pudiendo estar invertidos, aunque parezca un contrasentido. Para diferenciar estos sistemas se les llama Big Endian cuando primero graban el byte de mayor peso y Little Endian cuando comienzan por el byte de menor peso. Un ejemplo claro de esta diferencia son los procesadores Intel (Little Endian) y los Motorola (Big Endian).

Uso como medida

El bit se usa normalmente como medida en varias áreas de la informática, como pueden ser:

• Capacidad de proceso de computador.
• Anchos de bandas en buses y otras conexiones internas.
• Profundidad de color de una imagen.

Sin embargo, otras veces es usada como aclamo publicitario (redondeos) o para crear confusión de algunos productos, sobre todo cuando otras medidas puede que sean más adecuadas para medir su capacidad como podría ser algo más tangible como el Byte y sus derivados:

• Tamaño de la ROMS de los juegos de videoconsola.
• Velocidades de transmisión de componentes (WIFI, internet, ...).