Numeros binarios

Los números binarios forman parte del sistema binario, un sistema de numeración utilizado generalmente en informática en el cual los números se representan solamente mediante las cifras cero y uno (0 y 1). Al igual que sucede con los números decimales, podemos colocar números tanto a la izquierda como a la derecha del punto o la coma decimal para indicar valores mayores o menores que uno.

Un dígito binario por sí solo (como «101» ó «1001») se llama un «bit» en lenguaje informático, palabra que viene del inglés «binary digit». Por ejemplo, 11010 tiene cinco bits de longitud.

Numero Octal

El Sistema Octal, es un sistema de numeración que utiliza los dígitos del 0 al 7 para expresar sus cantidades; este sistema es muy utilizado en computación ya que es muy fácil convertir un número binario en octal y viceversa. Como una cifra expresada en el sistema binario utiliza muchos dígitos se utiliza el sistema octal para representarlos, ya que de esta forma se usan menos dígitos lo que es más comprensible para el ser humano.

Resultado de imagen para que son los numeros octales

Numeros Hexadecimales

Es un sistema de numeración posicional de base 16 que utiliza 16 símbolos. Recuerda que en binario había dos: el 0 y el 1. Estos 16 símbolos son: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F. Siendo A=10, B=11, C=12, D=13, E=14 y F=15.

El sistema hexadecimal se usa mucho en informática porque dos dígitos hexadecimales corresponden a 1 byte.

Paso de hexadecimal a binario: se sustituye cada dígito hexadecimal por su valor en binario usando 4 bits. Ejemplo: B10h = 101100010000b
Paso de binario a hexadecimal: se hacen grupos de 4 bits y se sustituyen por su valor en hexadecimal. Ejemplo: 110000100101b = 1100 0010 0101 = C25h
Paso de hexadecimal a decimal: AB5h = 5×160 + 11×161 + 12×162= 2741d
Paso de decimal a hexadecimal: 269d = 10Dh

Ejercicios:

Pasa de hexadecimal a binario: CF1D4h , AF2h
Pasa de binario a hexadecimal: 00110100110b, 1010111b
Pasa de hexadecimal a decimal: 71CEh, B418Ah
Pasa de decimal a hexadecimal: 547d, 198d

Operaciones matemáticas en sistemas numéricos

Suma Binaria

Suma Binaria. La suma o adición binaria es análoga a la de los números decimales. La diferencia radica en que en los números binarios se produce un acarreo (carry) cuando la suma excede de uno mientras en decimal se produce un acarreo cuando la suma excede de nueve(9).

Resultado de imagen para suma en sistemas binarios

Resta binaria

Resta en el sistema binario. En el sistema decimal, cuando se restan dos números y el minuendo de una determinada posición del número es más chico que el sustraendo de esa misma posición, le pide un dígito al minuendo de la próxima columna de dígitos más significativos (a la izquierda). Lo mismo vale en binario

Representacion Negativa en Binarios

Otro enfoque sería representar números negativos usando el complemento a la base menos uno. En el caso de los números binarios, sería el complemento a uno y la forma del complemento a uno de un número binario es un NOT bit a bit aplicado al número, es decir, la inversión de unos por ceros y ceros por unos.

Resultado de imagen para representacion negativos sistemas binarios

Suma de octales:

  1. Se empieza a sumar de derecha a izquierda.
  2. Sumar el/los dígitos que se encuentran en la primer columna y se coloca el resultado debajo de la columna.
  3. En caso de que la suma exceda la base del sistema, se restan 8, y se coloca un acarreo en la siguiente columna, el valor del acarreo depende de las veces que haya superado la base del sistema y el valor que se obtiene de la resta se coloca debajo de la columna.

Resta de octales:

Se realiza de la misma forma que en el sistema decimal, la única diferencia es que cuando se “piden cifras” al número que está al lado, pasa a la columna de la derecha como 8, luego se suma ese 8 con el numero que “pidió” la cifra y se continua con la operación.

Cuando el segundo número (sustraendo) es mayor que el primero (minuendo) el resultado (diferencia) será negativo.

Suma hexadecimal

Cumple los mismos requisitos que la suma octal, la única diferencia es la base del sistema que se resta.

  1. Se empieza a sumar de derecha a izquierda.
  2. Sumar dígitos que se encuentran en la primer columna y se coloca el resultado debajo de la columna.
  3. En caso de que la suma exceda la base del sistema, se escribe el resultado y se le restan 16, se coloca un acarreo en la siguiente columna, el valor del acarreo depende de las veces que haya superado la base del sistema y el valor que se obtiene de la resta se coloca debajo de la columna.

Resta hexadecimal

Se realiza de la misma forma que en el sistema decimal, la única diferencia es que cuando se “piden cifras” al número que está al lado, pasa a la columna de la derecha como 16, luego se suma ese 16 con el numero que “pidió” la cifra y se continua con la operación.

Bitwise Operators

Los operadores bitwise son similares a los operadores lógicos, excepto que funcionan en una escala más pequeña: representaciones binarias de datos.

Los siguientes operadores están disponibles:

op1 & op2 – El operador AND compara dos bits y genera un resultado de 1 si ambos bits son 1; De lo contrario, devuelve 0.
op1 | op2 – El operador OR compara dos bits y genera un resultado de 1 si los bits son complementarios; De lo contrario, devuelve 0.
op1 ^ op2 : el operador OR EXCLUSIVO compara dos bits y devuelve 1 si cualquiera de los bits es 1 y da 0 si ambos bits son 0 o 1.
~ op1 – El operador COMPLEMENTO se usa para invertir todos los bits del operando.
op1 >> op2 – El operador SHIFT RIGHT mueve los bits a la derecha, descarta el bit del extremo derecho y asigna un valor de 0 al bit de la izquierda. Cada movimiento a la derecha divide efectivamente op1 en la mitad.
op1 << op2 : el operador MAYÚS IZQUIERDA mueve los bits a la izquierda, descarta el bit del extremo izquierdo y asigna un valor de 0 al bit de la derecha. Cada movimiento a la izquierda multiplica efectivamente op1 por 2.

Los operadores bitwise se utilizan para cambiar bits individuales en un operando. Un solo byte de la memoria de la computadora, cuando se ve como 8 bits, puede significar el estado verdadero / falso de 8 indicadores porque cada bit se puede usar como una variable booleana que puede contener uno de dos valores: verdadero o falso. Una variable de marca se usa normalmente para indicar el estado de algo. Por ejemplo, los archivos de computadora se pueden marcar como de solo lectura. Por lo tanto, es posible que tenga una variable $ fReadOnly cuyo trabajo sería mantener el estado de solo lectura de un archivo. Esta variable se llama variable de bandera porque cuando $ fReadOnly tiene un valor verdadero, es equivalente a un árbitro de fútbol que lanza una bandera. La variable dice: «Whoa! No modifique este archivo».

Cuando tiene más de una variable de bandera, puede ser más eficiente usar una sola variable para indicar el valor de más de una bandera. El siguiente ejemplo te muestra cómo hacer esto.

Ley de Moore ¿Qué es?

La Ley de Moorees un término informático originado en la década de 1960 y que establece que la velocidad del procesador o el poder de procesamiento total de las computadoras se duplica cada doce meses. En un principio, la norma no era muy popular pero sí se sigue utilizando hasta el día de hoy. Quien la acuñó fue Gordon Moore, el cofundador de la conocida empresa Intel de microprocesadores. Cuando las revistas de electrónica le preguntaron cómo se desarrollaría el área en los próximos diez años, él escribió un artículo en el que predijo el funcionamiento del mercado.

Resultado de imagen para Ley de Moore ¿Qué es?

Relación de la Ley de Moore con respecto a las Memorias y Procesadores

El cuello de botella de la ley de Moore no está en los procesadores, sino en las memorias.

Cincuenta años después de la Ley de Moore, la sociedad contemporánea ve docenas de beneficios expuestos por esta ley. Los dispositivos móviles, como los teléfonos inteligentes y los ordenadores de sobremesa, no funcionarían sin procesadores muy pequeños. Los ordenadores más pequeños y rápidos mejoran el transporte, la atención médica, la educación y la producción de energía. Casi todas las facetas de una sociedad de alta tecnología se benefician del concepto de la Ley de Moore puesta en práctica.

En 1975, a medida que la tasa de crecimiento comenzó a disminuir, Moore revisó su marco de tiempo a dos años. Su ley revisada era un poco pesimista; más o menos 50 años después de 1961, el número de transistores se duplicaba aproximadamente cada 18 meses. Posteriormente, las revistas regularmente se refirieron a la Ley de Moore como si fuera una ley tecnológica con la seguridad de las leyes de movimiento de Newton.

Lo que hizo posible esta explosión dramática en la complejidad del circuito fue el tamaño cada vez menor de los transistores durante décadas.

Las características de transistor que miden menos de un micrón se alcanzaron durante la década de 1980, cuando los chips dinámicos de memoria de acceso aleatorio (DRAM) comenzaron a ofrecer capacidades de almacenamiento de megabytes.

En los albores del siglo XXI, estas características se acercaron a 0,1 micrones de ancho, lo que permitió la fabricación de chips de memoria gigabyte y microprocesadores que funcionan a frecuencias de gigahertz. La Ley de Moore continuó en la segunda década del siglo XXI con la introducción de transistores tridimensionales de decenas de nanómetros.

Más información en: https://www.profesionalreview.com/2018/04/01/que-es-la-ley-de-moore-y-para-que-sirve/

¿Qué limitaciones se presentan en un Procesador con la Ley de Moore?

La teoría se ha ido cumpliendo -con pocas excepciones- pero inevitablemente la posibilidad de aumentar la capacidad y reducir el tamaño de los chips tiene un límite. Por este motivo, diversas voces han proclamado la «muerte de la Ley de Moore». Así lo anunció por ejemplo la revista Nature en febrero del pasado año.

El propio Moore afirmó en 2010, en una entrevista con el medio especializado Techworld, que su ley había quedado obsoleta.

No opina lo mismo Intel, el fabricante líder de microprocesadores. «A día de hoy, seguimos cumpliendo la Ley de Moore, y tenemos previsto seguir haciéndolo durante al menos siete años más», afirma Simón Viñals, director de Tecnología de la multinacional, que puntualiza: «No se trata de una ley propiamente dicha, sino más bien de un reto que nos marcamos en la industria para seguir avanzando».

Para el año 2020, contaremos ya con procesadores de 7 nanómetros, considerado el tamaño mínimo alcanzable. «Estamos muy cerca de los límites físicos y químicos posibles», reconoce Viñals.

Y DESPUÉS, ¿QUÉ?

Resultado de imagen para ¿Qué limitaciones se presentan en un Procesador con la Ley de Moore?


Desde sus laboratorios de I+D, Intel trabaja en dotar de una estructura tridimensional a los procesadores, que permita incrementar la capacidad de almacenamiento y la velocidad, sin alterar el tamaño físico. El reto es crear capas tridimensionales de transistores interconectadas entre sí. También investiga con nuevos materiales -más allá del silicio- y con nuevas disciplinas como la computación fotónica o la prometedora computación cuántica.

Otra de las tecnologías clave en el futuro podrían ser los FPGA (del inglés Field Programmable Gate Array), o procesadores reprogramables. «Hasta ahora las características del chip vienen preconfiguradas. Por ejemplo, la mayoría de smartphones modernos incorporan un procesador de cuatro núcleos. Los FPGA permiten que hoy funcione con 6 core y la semana que viene con sólo dos. Lo reconfiguras, reinicias la máquina y listo», explica Viñals. Esta tecnología podría tener un gran recorrido en campos como la inteligencia artificial (en concreto, para el reconocimiento de voz e imágenes).

HISTORIA DE LAS COMPUTADORAS

Reseña de la pelicula «The Imitation Game»

Analizan la pelicula de este personaje historico Alan Turing, la pelicula trae un mensaje muy llamativo » aveces las personas de las que menos esperabas algo, son las que mas hacen» es como un llamado a las personas diferentes, que no piensan igual al resto, de esas personas podemos esperar mucho, asi como Alan Turing era un genio, pero su personalidad era muy rara y al inicio nadie creia en el, su maquina llamada Christopher fue un impacto que ayudo a ganar la guerra y se mantuvo como secreto de estado por mas de 50 años, asi que las personas no pudieron rendirle un homenaje en vida, ya que el murio de la edad de 41 años, pero vueda sido fantastico que a una mente tan brillante se le vueda rendido un homenaje porque segun estadisticas gracias a su maquina que descifro los mensajes de los alemanes, pudieron tomar una gran ventaja contra los alemanes y asi salvar muchas vidas.

Resultado de imagen para la maquina de turing

Biografia de Alan Turing y sus aportes

Alan Turing fue un Matematico britanic0, conocido mayormente por lo que hizo la maquina de Turing, que es la que descifro el codigo enigma, nacio el 23 de junio de 1912, su deporte favorito era el atletismo, era profesor de la universidad de cambrigbe de matematicas, era un genio en las ciencias de la computacion, le gustaba mucho descifrar puzzles, era una persona con una manera de pensar distinta y fue lo que muchos desean ser un heroe ya que gracias a su invento logro salvar muchas personas, fallecio el 12 de junio de 1954 debido a deprecion ya que era homosexual.

Aportes

  • Formalizó los conceptos de algoritmo y computación con su máquina de Turing.
  • La Máquina de Turing.
  • Computadora ACE y la Inteligencia Artificial.
  • Códigos secretos y el Bombe.
  •  El concepto de hipercomputación.
  • Biología matemática.

La Maquina de Turing


https://www.biografiasyvidas.com/biografia/t/turing.htm

https://www.genbeta.com/desarrollo/alan-turing-padre-de-la-informatica-moderna-y-paria-social

http://www.tiempodehoy.com/cultura/historia/el-hombre-que-mordio-la-manzana

https://www.matesfacil.com/automatas-lenguajes/Maquina-Turing.html

La llamada “Máquina de Turing” es en realidad un modelo matemático consistente en un autómata que es capaz de “implementar cualquier problema matemático expresado a través de un algoritmo”. A pesar de esta definición tan complicada, en realidad la máquina de Turing destaca por su simplicidad pues manipula símbolos sobre una tira de cinta siguiendo una serie de reglas. A pesar de esta simplicidad, una máquina de Turing puede adaptarse para que simule la lógica de cualquier algoritmo de computador, de ahí su enorme potencial y valor.

Como su propio nombre indica, la máquina de Turing fue creada por el matemático inglés Alan Turing, un genio en muchos campos pero especialmente en la criptografía y la lógica. Originalmente la denominó “Máquina de Computación Lógica” siendo una de las mayores aportaciones pues despejó el camino de la ciencia de la Computación, de la Informática moderna.

Biografia John Von Neuman

Resultado de imagen para john von neumann

John Von Neuman fue un matematico Hungaro-Americano que realizó contribuciones fundamentales en física cuántica, análisis funcional, teoría de conjuntos, teoría de juegos, ciencias de la computación, economía, análisis numérico, cibernética, hidrodinámica, estadística y muchos otros campos, nacio el 28 de diciembre de 1903, se caso 2 veces con mujeres hungaras pero solo tuvo una hija, murio de cancer a la edad de 53 años de cancer de prostata, fallecio el 8 de febrero de 1958.

Aportes

  • Proyecto Manhattan que diseñó y fabricó las primeras bombas atómicas que fueron lanzadas sobre Japón a finales de la Segunda Guerra Mundia.
  • Método de Montecarlo, en el ámbito de la Estadística, utilizado para la resolución de problemas matemáticos complejos obteniendo soluciones aproximadas a partir de la generación de números aleatorios.
  • Arquitectura de computadores para resolver el problema de la necesidad de reconfiguración permanente de los primitivos ordenadores ENIAC.
  • Ideó conceptualmente la creación de las máquinas autorreplicantes con la capacidad de recoger materias primas de su entorno, elaborar las piezas adecuadas y ensamblarlas para generar copias de sí mismas.

Arquitectura Von Neuman

Von Neumann describió el fundamento de todo ordenador electrónico con programas almacenados. Describía, a diferencia de como pasaba anteriormente, como podía funcionar un ordenador con sus unidades conectadas permanentemente y su funcionamiento estuviese coordinado desde la unidad de control (a efectos prácticos es la CPU). Aunque la tecnología ha avanzado mucho y aumentado la complejidad de la arquitectura inicial, la base de su funcionamiento es la misma y probablemente lo seguirá siendo durante mucho tiempo. El artículo viene acompañado de una representación gráfica del funcionamiento.

Unidad de control

Unidad de control

La unidad de control se encarga de leer las instrucciones (de los programas almacenados en la memoria) y se encarga de enviar las ordenes a los componentes del procesador para que ejecuten las instrucciones.

Unidad Aritmético Lógica (ALU)

Unidad aritmético lógica

La unidad aritmético lógica es la encargada de realizar todas las operaciones aritméticas (sumas, multiplicaciones…) y lógicas (comparaciones). Esta unidad puede tener distintos diseños, el de la imagen superior muestra el diseño más básico (donde el acumulador vuelve a usarse en la operación), en la actualidad lo normal es que el acumulador no se mezcle con los registros de entrada.

https://frikosfera.wordpress.com/2015/02/27/que-es-la-arquitectura-von-neumann/

https://www.ecured.cu/John_von_Neumann

https://www.astromia.com/biografias/vonneumann.htm