¿Cómo es que las computadoras funcionan solo con unos y ceros?

Muchas veces escuchamos lo que dice el título: "Las computadoras solo funcionan con unos y ceros". Pero los usuarios vemos mucho más contenido que números repetitivos: letras, imágenes, videos... ¿Cómo es esto? Veamos.

Números decimales

Los humanos solemos trabajar con un tipo de números que se llaman decimales. Es así porque solo contamos con 10 símbolos: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. Empezamos a contar con el uno (aunque en informática es usual empezar con el cero) y cuando llegamos al nueve sumamos un dígito a la izquierda. Luego volvemos a empezar a la derecha hasta que llegamos al nueve, agregamos otro dígito a la izquierda y así hasta el infinito. Creo que no hace falta explicarlo porque estamos acostumbrados a contar así.

¿Y cómo hacemos cuando solo contamos con unos y ceros? Aunque parezca extraño, podemos contar igual. Esto se llama: sistema binario. Empezamos por el cero, seguimos por el uno y nos quedamos sin dígitos. Así que añadimos un uno a la izquierda y volvemos a la derecha con un cero. Seguimos por el uno y nos quedamos sin dígitos a la izquierda así que añadimos otro 1 más a la izquierda. El proceso es el mismo.

Estos números son equivalentes como vemos en esta tabla:

Decimal	Binario
0	0000
1	0001
2	0010
3	0011
4	0100
5	0101
6	0110
7	0111
8	1000
9	1001

Letras y símbolos

Ahora que tenemos los números en el sistema que queramos, podemos encargarnos de crear letras y símbolos. Solo es cuestión de asignar a cada uno un número.

El primer sistema que hizo esto se llamó ASCII que significa American Standard Code for Information Interchange (Código Estándar Estadounidense para el Intercambio de Información). Cómo su nombre lo indica era un sistema creado por y para Estados Unidos, donde se habla inglés y, por lo tanto, no contenía números para representar carácteres de otroa idiomas, como la Ñ del español.

Ahora usamos el estándar Unicode que es mucho más completo y se actualiza cada poco tiempo. Contiene carácteres en cientos de idiomas, además de multitud de símbolos y los famosos emojis.

Colores

Hay muchos sistemas para representar colores, pero la mayoría se trata de decidir que colores primarios mezclar y de qué forma.

Por ejemplo, las impresoras usan el sistema CMYK de Cian, Magenta, Amarillo (la Y es de yellow en inglés) y negro (se usa la K para no confundir black o negro con blue o azul). Este sistema es muy útil porque dicho colores coinciden con las tintas que se usan en la impresión.

Pero los monitores usan otros colores: RGB que significa Red, Green, Blue o Rojo, Verde y Azul. Salvo usos profesionales, cualquier color puede representarse mezclando estos tres. Entonces necesitamos un número para cada uno que vaya del 0 al 255. ¿Por qué 255? Porque es un número redondo en sistema binario, se representa con ocho unos 11111111.

Veamos algunos ejemplos:

Código	Resultado
0, 0, 0	Negro
255, 255, 255	Blanco
255, 0, 0	Rojo
0, 255, 0	Verde
0, 0, 255	Azul
255, 0, 255	Violeta

Imágenes

Ya tenemos colores, faltan las imágenes. Para digitalizar una imagen, es decir convertirla en dígitos, debemos dividirla primero en un montón de cuadraditos pequeños. Los llamamos píxeles. A cada uno lo procesamos y determinamos su color dominante. Como ya podemos representar colores con números simplemente creamos una gran lista de píxeles, con el color que corresponda. Quedaría así:

Haz clic en la imagen para verla en su resolución original y entender la importancia de los píxeles.

Cómo vemos la cantidad de píxeles es fundamental en el resultado final: a más, mejor ya que serán más pequeños y no se notarán. Dicha cantidad se llama resolución. Las pantallas en las que vemos las imágenes también tienen una resolución máxima porque funcionan mezclando colores y formando píxeles.

Video

Una vez entendido como digitalizar una imagen, pasar a un video es sencillo: solo debemos colocar una imagen detrás de otras. ¿Cuántas? Muchas; así creamos la ilusión de movimiento como se hace en el cine.

La cantidad de imagenes por segundo se llama FPS de Frames per Second (Fotogramas por segundo). Un fotograma es una imagen que aparece por un breve periodo de tiempo. Mientras más FPS más fluído el video.

Sonido

Tenemos el video, pero nos falta el sonido. El sonido no es más que una vibración del aire que se transmite en forma de ondas. Cada cierto tiempo (en realidad, miles de veces por segundo) medimos dicha onda y la registramos con un número. Luego cuando queremos escuchar dicho sonido, solo debemos reconstruir la onda leyendo los números que guardamos y pasándola a un altavoz que la convertirá nuevamente en vibraciones que se transmitirán al aire.

Imágenes: Árbol: PubliDomainPictures

Portada: Google Gemini