¿Qué son los bits y los bytes?

Hoy en día los datos numéricos están por todas partes en nuestra vida: están en nuestros ordenadores, pero también en nuestros teléfonos móviles, nuestros televisores o hasta nuestros vehículos. Las tecnologías utilizan datos (fotos, vídeos, mensajes o música, por ejemplo) en forma de bits.

Entonces, ¿qué es un bit?

Es la representación del estado de un sistema muy simple que solo puede tener dos estados distintos, lo que se denomina sistema binario. Por ejemplo, una lámpara puede estar encendida o apagada, un transistor puede dejar pasar una corriente eléctrica o no, un sonido puede tener una determinada frecuencia o no, un grupo de átomos puede tener una propiedad magnética o no, una afirmación puede ser verdadera o falsa, etc. Estos dos estados se pueden asociar con dos cifras diferentes, por ejemplo la cifra 0 para el estado apagado y la cifra 1 para el estado encendido.

Si tenemos varios sistemas y cada uno tiene un estado binario, podemos entonces representar el estado de cada uno de ellos en forma de “0” o “1”. El estado de los tres interruptores de la imagen inferior se puede representar como “1”, “0” y “0” para encendido, apagado y apagado.

Tres interruptores con los estados encendido, apagado y apagado

¿Cómo representar información más compleja con un conjunto de bits?

Si un solo bit puede representar solo los valores 0 y 1, un conjunto de bits permite representar valores mucho más grandes. Una de las formas de hacerlo consiste en usar no solo el valor de cada bit sino también su posición en el conjunto. La posición de cada bit está asociada con lo que se llama una potencia de 2. Así, la tercera potencia de 2, por ejemplo, se denota 23 y corresponde a multiplicar el número 2 tres veces por sí mismo, por lo que 23 es igual a 2×2×2 = 8. Para saber más, visita la página sobre las potencias de dos.

Por convención, las posiciones dentro de un conjunto de bits se utilizan de derecha a izquierda. La posición más a la derecha es la posición 1 y el bit correspondiente tendrá su valor multiplicado por 20, es decir 1 (por convención 20 = 1). El bit siguiente está en la posición 2 y su valor se multiplicará por 21, es decir 2, y así sucesivamente para cada uno de los bits siguientes a la izquierda. La tabla abajo muestra las potencias de dos que se utilizan para un conjunto de 8 bits:

Posición 8 7 6 5 4 3 2 1
Potencia de 2 27 26 25 24 23 22 21 20
Multiplicador 128 64 32 16 8 4 2 1

Para calcular el valor representado por un conjunto de bits, sumamos simplemente el valor de cada bit multiplicado por la potencia correspondiente de dos.

Veamos cómo funciona con un ejemplo. Queremos saber qué número estamos representando con el conjunto de bits “10101011”:

Bits 1 0 1 0 1 0 1 1
Multiplicador 128 64 32 16 8 4 2 1
bit × Multiplicador 128 0 32 0 8 0 2 1
10101011 = 128+32+8+2+1 = 171

Con los bits de este ejemplo, el resultado es 1×128 + 0×64 + 1×32 + 0×16 + 1×8 + 0×4 + 1×2 + 1×1.  lo que da 171. Este conjunto de ocho bits permite, por tanto, representar el número 171.

¿Qué es un byte?

Un byte corresponde a un conjunto de ocho bits como el del ejemplo anterior. Estos ocho bits se utilizan para representar números entre 0 (si todos los bits tienen el valor 0) y 255 (si todos los bits tienen el valor 1). La tabla siguiente permite verificar que el conjunto de bits “11111111” corresponde efectivamente al número 255.

Bits 1 1 1 1 1 1 1 1
Multiplicador 128 64 32 16 8 4 2 1
bit × multiplicador 128 64 32 16 8 4 2 1
11111111 = 128+64+32+16+8+4+2+1 = 255

Como anécdota, los primeros microprocesadores para el gran público que aparecieron en la década de los 80 eran de “8 bits” porque trabajaban internamente con registros de 8 bits. Era el caso, por ejemplo, de los procesadores Intel 8080, MOS 6502 o Zilog Z80. Estas CPUs permitieron que toda una generación de geek descubriera la informática.

¡Cuidado en no confundir bits y bytes!

Por tanto, los bits y los bytes están relacionados (un byte corresponde a 8 bits) y un error común consiste en utilizarlos indistintamente en la lengua común. Pero ojo, son dos cosas distintas: un conjunto de 1024 bits no es lo mismo que un conjunto de 1024 bytes. Hace falta dividir el número de bits por ocho para obtener el número de bytes, por lo tanto 1024 bits corresponden a 128 bytes (1024/8 = 128).

Los bits y sus múltiplos se usan a menudo para describir una velocidad de transmisión. Así, por ejemplo, la velocidad de transmisión de una red se suele expresar en Mbits/s (millones de bits por segundo) o en Gbits/s (mil millones de bits por segundo).

Por el contrario, el tamaño de los módulos de memoria y de los discos duros se suele expresar en múltiplos de bytes, 8GB (8 gigabytes), 256 GB (256 gigabytes), 4 TB (4 terabytes) por ejemplo.

La página ¿Qué son los bits y los bytes? ha sido originalmente publicada en EatYourBytes