BIT proviene de "bina­ry dig­it" que sig­nifi­ca "dígi­to binario"

Introducción — Sistemas numéricos

Antes de entrar en tema prin­ci­pal del bit en la infor­máti­ca vamos a par­tir des­de la matemática.

Un dígi­to es una can­ti­dad de una cifra que tiene un val­or y ocu­pa una posi­ción en algún sis­tema numéri­co. Tomem­os como ejem­p­lo el sis­tema dec­i­mal que usamos en el día a día. Este sis­tema se com­pone de 10 sím­bo­los que lla­mamos números (0,1,2,3,4,5,6,7,8,9). A cada uno de estos sím­bo­los les hemos asig­na­do un val­or y dados dos números dis­tin­tos podemos ordenar­los por ejem­p­lo de menor a mayor.

Además se dice que el sis­tema dec­i­mal es un "sis­tema posi­cional", es decir que un dígi­to adquiere val­or según la posi­ción en la que se encuen­tra. Esto es algo que se nos enseña a muy tem­prana edad, el tema de las "unidades", "dece­nas" y "cen­te­nas". Los val­ores 1, 10 y 100 están com­puestos por el mis­mo dígi­to 1, pero no valen lo mis­mo porque ese dígi­to se encuen­tra en posi­ciones dis­tin­tas. La posi­ción en la que un dígi­to se encuen­tre ten­drá un peso aso­ci­a­do, un 1 en ter­cera posi­ción vale diez veces más que un 1 en segun­da posi­ción y cien veces más que un 1 en la primera posi­ción.

Una vez estable­ci­do un sis­tema numéri­co posi­cional como el dec­i­mal podemos empezar a con­stru­ir opera­ciones entre números como la suma, res­ta, mul­ti­pli­cación y división.

¿Exis­ten otros sis­temas numéri­cos aparte del decimal?

El uso del sis­tema dec­i­mal tiene sig­los de antigüedad y se pien­sa que su ori­gen rad­i­ca en que los seres humanos nace­mos con diez dedos. Es el sis­tema numéri­co que may­or­mente se uti­liza en todo el mun­do, sin embar­go nada nos impi­de usar cualquier can­ti­dad de sím­bo­los para estable­cer un sis­tema numéri­co posi­cional, por ejem­p­lo si en lugar de usar 10 sím­bo­los usamos 8 ten­emos el sis­tema numéri­co octal, sobre el que tam­bién se definen las opera­ciones matemáti­cas del sis­tema decimal. 

Pense­mos en el sigu­iente ejem­p­lo, en el sis­tema dec­i­mal la operación 9+1 da como resul­ta­do 10, en donde el 1 que se encuen­tra en la segun­da posi­ción sabe­mos que tiene un val­or o peso de diez. Si lle­va­mos este mis­mo ejem­p­lo al sis­tema octal, en el que ten­emos los números (0,1,2,3,4,5,6,7), la operación 7+1 da como resul­ta­do 10, en donde el 1 que se encuen­tra en la segun­da posi­ción tiene un val­or o peso de ocho.

Otro sis­tema cono­ci­do es el sis­tema hexa­dec­i­mal que tiene 16 sím­bo­los (0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F), en este caso la operación F+1 da como resul­ta­do 10, en donde el 1 que está en segun­da posi­ción tiene un val­or de 16.

Otro sis­tema numéri­co puede ser el sis­tema bina­rio que es el que nos intere­sa en este artícu­lo, el sis­tema bina­rio está com­puesto por dos sím­bo­los, el cero y el uno, en este sis­tema la operación 1+1 da como resul­ta­do 10, en la cual el 1 que está en segun­da posi­ción tiene un val­or de 2. Sobre el sis­tema bina­rio tam­bién se pueden realizar las opera­ciones de suma, res­ta, mul­ti­pli­cación y división, pero tam­bién se ha desar­rol­la­do el Álge­bra de Boole que define opera­ciones lóg­i­cas entre números bina­rios como las opera­ciones CONJUNCIÓN (AND) y la DISYUNCIÓN (OR). Y por fin lleg­amos al obje­ti­vo de este artícu­lo, reiteran­do la frase inicial:

Un "BIT" es un dígi­to del sis­tema bina­rio.

¿Qué es un Bit en informática?

En infor­máti­ca el "bit" es la unidad bási­ca de la infor­ma­ción, que nos per­mite dis­cernir entre dos estados.

Los bits se agru­pan for­man­do pal­abras bina­rias. Una pal­abra bina­ria de 8 bits se conoce como Byte y nos per­mite rep­re­sen­tar 256 esta­dos dis­tin­tos.

Los proce­sadores en con­jun­to con la memo­ria RAM y ROM real­izan opera­ciones uti­lizan­do pal­abras binarias.

Una for­ma de enten­der cómo fun­cio­nan los proce­sadores es estu­dian­do el Mod­e­lo Com­puta­cional Bina­rio Ele­men­tal, el cual describe el prin­ci­pio de fun­cionamien­to de las com­puta­do­ras. Para mas infor­ma­ción se puede con­sul­tar la arqui­tec­tura de Von Neu­mann.

Entonces uti­lizan­do bytes (que se com­po­nen de bits) es posi­ble rep­re­sen­tar infor­ma­ción cada vez más com­ple­ja, no sólo numéri­ca, sino tam­bién tex­to, sonidos, imá­genes y realizar opera­ciones lóg­i­cas y matemáti­cas sobre esa información. 

Por ejem­p­lo uti­lizan­do 3 bytes podemos rep­re­sen­tar cualquier col­or en el sis­tema RGB, un byte para el canal rojo, otro para el verde y otro para el azul.

Otro ejem­p­lo podría ser que uti­lizan­do un byte podemos rep­re­sen­tar un car­ac­ter, entonces una frase ocu­pará un espa­cio en la memo­ria pro­por­cional a la can­ti­dad de car­ac­teres que la componen.

¿Cual es la diferencia entre BIT y BYTE?

Bit y Byte son dos tér­mi­nos que se sue­len con­fundir o inclu­so usar como sinón­i­mos, así que vamos a hac­er incapié en esto. Como vimos ante­ri­or­mente, un BIT es un dígi­to bina­rio que puede ten­er un val­or de cero o uno, mien­tras que un BYTE es un arreg­lo orde­na­do de OCHO BITS. Un bit nos per­mite rep­re­sen­tar dos esta­dos difer­entes mien­tras que un BYTE, al ser una com­bi­nación de OCHO BITS nos per­mite rep­re­sen­tar 256 esta­dos difer­entes, 2 ele­va­do a la 8 com­bi­na­ciones posibles.

El peso de la información

Te invi­to a hac­er un pequeño exper­i­men­to para ver el espa­cio que ocu­pa la infor­ma­ción en las com­puta­do­ras. El exper­i­men­to con­siste en abrir el Bloc de Notas y pegar la sigu­iente frase sin las comil­las:

"Las letras que con­for­man esta frase ocu­pan un deter­mi­na­do espa­cio en la memoria." 

La frase ante­ri­or tiene 80 car­ac­teres, obser­ven el peso que tiene esta infor­ma­ción en memo­ria en la sigu­iente imagen:

Esto no siem­pre es tan exac­to porque en un archi­vo de tex­to no se alma­ce­nan sola­mente los car­ac­teres sino tam­bién puede alma­ce­nar el for­ma­to en el cual orga­ni­zar la infor­ma­ción. Además los pro­gra­mas pueden usar méto­dos de com­pre­sión para rep­re­sen­tar la mis­ma infor­ma­ción de for­ma más com­pacta, sin embar­go en el caso del bloc de notas, el peso de la infor­ma­ción suele ser pro­por­cional a la can­ti­dad de car­ac­teres, espe­cial­mente si solo hay car­ac­teres anglosajones.

¿Qué es un Bit a nivel de Hardware?

Se dice que en las com­puta­dores se tra­ba­ja con unos y ceros, esto es cier­to a niv­el teóri­co, pero físi­ca­mente los bits se imple­men­tan con nive­les de volta­je, pien­sa en la lám­para de una habitación que se enciende o se apa­ga con un inter­rup­tor, cuan­do el inter­rup­tor está abier­to, la elec­t­ri­ci­dad no fluye y la lám­para está apa­ga­da, cuan­do el inter­rup­tor se cier­ra, la elec­t­ri­ci­dad fluye y la lám­para se enciende, este ejem­p­lo es sim­i­lar a lo que ocurre den­tro de los microchips dig­i­tales, en donde exis­ten inter­rup­tores extremada­mente pequeños (del tamaño de dece­nas de áto­mos y cada vez se inten­ta hac­er­los mas pequeños) que se abren o se cier­ran de man­era con­tro­la­da, es decir impi­den el paso de la elec­t­ri­ci­dad o lo per­miten, en otras pal­abras a la sal­i­da de ese inter­rup­tor podemos ten­er un 0 o un 1. Estos pequeños inter­rup­tores se lla­man TRANSISTORES.

Los micro proce­sadores son sis­temas for­ma­dos por mil­lones de tran­si­s­tores. Uti­lizan­do tran­si­s­tores se pueden crear com­puer­tas lóg­i­cas, des­de la com­puer­ta mas bási­ca que es un INVERSOR que imple­men­ta la operación lóg­i­ca NOT, es decir si a la entra­da ten­emos un 0 a la sal­i­da vamos a ten­er un 1, has­ta com­puer­tas mas com­ple­jas como la XOR que dados dos bits de entra­da, la sal­i­da será 1 si y solo si una de las entradas es 1. Además estas com­puer­tas lóg­i­cas se van agru­pan­do en sis­temas dig­i­tales cada vez más com­ple­jos para for­mar flip flops, con­ta­dores, sumadores, reg­istros de desplaza­mien­to o blo­ques de memo­ria.

La memo­ria RAM es otro ejem­p­lo, un bloque de memo­ria volátil, que alma­ce­na bits tem­po­ral­mente para aux­il­iar al proce­sador en sus tareas.

El dis­co duro alma­ce­na bits en for­ma de cam­pos mag­néti­cos uti­lizan­do la propiedad de histére­sis mag­néti­ca que tienen algunos mate­ri­ales, mien­tras que los dis­cos de esta­do sóli­do alma­ce­nan la infor­ma­ción en blo­ques de memo­ria flash, sin partes móviles.

Conclusión

Un bit es un dígi­to bina­rio que puede valer 0 o 1, for­ma parte de un sis­tema numéri­co anál­o­go al sis­tema dec­i­mal que usamos, el sis­tema bina­rio, en el que en lugar de ten­er 10 número, se tiene dos.

El bit es la unidad bási­ca de infor­ma­ción uti­liza­da en infor­máti­ca. Agru­pan­do bits en pal­abras bina­rias se puede rep­re­sen­tar todo tipo de datos como números, tex­to, imá­genes o sonidos, es decir la infor­ma­ción se puede digitalizar.

El bit es un con­cep­to que se apli­ca a niv­el de soft­ware para analizar la infor­ma­ción y las opera­ciones lóg­i­cas que se real­izan. En los micro­proce­sadores esto se tra­duce físi­ca­mente a nive­les de volta­je o mag­ne­ti­zación en el caso de los dis­cos duros magnéticos.