Bit

Unidadesde Información shannono bit (base 2) nat(basee) trit (base 3) hartley,banodit(base 10) qubit(cuántico)

Múltiplos debits
Prefijo del SI (SI)			Prefijo binario (IEC 60027-2)
Nombre	Símbolo	Múltiplo	Nombre	Símbolo	Múltiplo
Kilobit	kbit	103	Kibibit	Kibit	210
Megabit	Mbit	106	Mebibit	Mibit	220
Gigabit	Gbit	109	Gibibit	Gibit	230
Terabit	Tbit	1012	Tebibit	Tibit	240
Petabit	Pbit	1015	Pebibit	Pibit	250
Exabit	Ebit	1018	Exbibit	Eibit	260
Zettabit	Zbit	1021	Zebibit	Zibit	270
Yottabit	Ybit	1024	Yobibit	Yibit	280

Memoria de computadora de 1980 donde se pueden ver los bits físicos. Este conjunto de unos 4x4 cm corresponden a 4096 bits.

Eninformáticaoteoría de la información,elbitcorresponde a un dígito delsistema de numeraciónbinarioy representa launidad mínima de información.El término es unacrónimodebinary digit(‘dígito binario’; en menor medida llamadobitio).​ La capacidad de almacenamiento de una memoria digital también se mide enbits,pues esta palabra tiene variasacepciones.​

Lo usual es que un registro digital u otras memorias digitales vinculadas con la computación y con las telecomunicaciones, tengan una capacidad de representación de informaciones de por ejemplo 8bits,16bits,32bits,64bits,etc; una memoria binaria tiene una capacidad efectiva de representación de un bit.​

Mientras que en el sistema de numeracióndecimalse usan diezdígitos(diez símbolos), en binario se usan solo dos dígitos, el 0 y el 1. Un bit puede representar uno de esos dos valores:0o1.Así, se puede ejemplificar un bit como una bombilla que puede estar en uno de los siguientes dos estados:

apagadao encendida

Asimismo, un bit puede representar dos valores cualesquiera, comoverdadero o falso,abierto o cerrado, blanco o negro, norte o sur, etc.

Agrupación debits

Hay 4 pares posibles con dosbits Bit1 Bit0 0 0 0 1 1 0 1 1

Con unbitpodemos representar solamente dos valores o dos diferentes estados, que suelen representarse como 0, 1.​ Para representar ocodificarmás información en un dispositivo digital, necesitamos una mayor cantidad debits.Si usamos dosbits,tendremos cuatrovariaciones con repeticiónposibles:

$VR_{2}^{2}=2^{2}$

• 0 0- Los dos están "apagados"
• 0 1- El primero está "apagado" y el segundo "encendido"
• 1 0- El primero está "encendido" y el segundo "apagado"
• 1 1- Los dos están "encendidos"

Con estas cuatro variaciones podemos representar hasta cuatro valores o estados diferentes, como por ejemplo, los colores azul, verde, rojo, y magenta.

A través de secuencias debits,se puedecodificarcualquier valordiscretocomo números, palabras, e imágenes. Cuatrobitsforman unnibble,y pueden representar hasta 2⁴= 16 valores diferentes; ochobitsforman unocteto,y se pueden representar hasta 2⁸= 256 valores diferentes. En general, con un númerondebitspueden representarse hasta 2ⁿvalores o estados diferentes.

Nota:Unbytey unoctetono son lo mismo. Mientras que un octeto siempre tiene 8bits,unbytecontiene un número fijo debits,que no necesariamente deben ser 8. En los computadores antiguos, elbytepodría estar conformado por 6, 7, 8, o 9bits.Hoy en día, en la inmensa mayoría de los computadores, y en la mayoría de los campos, unbytetiene 8 bits, siendo equivalente al octeto, pero hay excepciones.​

Valor de posición

En cualquiersistema de numeración posicional,el valor de los dígitos depende de la posición en que se encuentren.

En elsistema decimal,por ejemplo, el dígito 5 puede valer 5 si está en la posición de las unidades, pero vale 50 si está en la posición de las decenas, y 500 si está en la posición de las centenas. Generalizando, cada vez que nos movemos una posición hacia la izquierda el dígito vale 10 veces más, y cada vez que nos movemos una posición hacia la derecha, vale 10 veces menos. Esto también es aplicable a números con decimales.

	Centenas	Decenas	Unidades	Décimas	Centésimas
Valor	100	10	1	1⁄10	1⁄100
Potencia	102	101	100	10-1	10-2

Por ejemplo, el número$153{,}7$puede representarse de la siguiente manera:

$153{,}7=1\cdot 10^{2}+5\cdot 10^{1}+3\cdot 10^{0}+7\cdot 10^{-1}=100+50+3+0{,}7$

El sistema binario funciona similarmente, excepto que cada vez que un dígito binario (bit) se desplaza una posición hacia la izquierda vale el doble (2 veces más), y hacia la derecha vale la mitad (2 veces menos).

	Dieciséis	Ocho	Cuatro	Dos	Uno
Valor	16	8	4	2	1
Potencia	24	23	22	21	20

Por lo tanto, el número$19$(en binario$10011$) puede representarse de la siguiente manera:

$10011_{2}=1\cdot 2^{4}+0\cdot 2^{3}+0\cdot 2^{2}+1\cdot 2^{1}+1\cdot 2^{0}=16+2+1=19$.

Representación gráfica

16	8	4	2	1	← Valor de posición
					Representación gráfica de losbitscomo bombillas encendidas y apagadas
1	0	0	1	1	← Dígitos binarios (bits)

También se pueden representar valores fraccionarios. Losnúmeros realesse pueden representar con formato decoma fijao decoma flotante.El número 5,25 puede representarse en binario de coma fija de la siguiente manera:

$4+1+0,25=5,25$

4	2	1	1/2	1/4	← Valor de posición
					Representación gráfica de losbitscomo bombillas encendidas y apagadas
1	0	1	0	1	← Dígitos binarios (bits)

La de arriba es una representación en coma fija de un número real en sistema binario. Aunque la representación de números reales encoma flotantees diferente de lo que aquí se muestra, el esquema da una idea una parte del concepto. La representación en coma flotante es similar a la notación científica en una calculadora de mano, solo que en vez números decimales se usan números binarios y el exponente no está en base 10 sino en base 2.

Subíndices

Cuando se trabaja con varios sistemas de numeración o cuando no está claro con cuál se está trabajando, es típico usar un subíndice para indicar el sistema de numeración con el que se ha representado un número. El 10 es el subíndice para los números en el sistema decimal y el 2 para los del sistema binario. En los ejemplos de abajo se muestran dos números en el sistema decimal y su equivalente en binario. Esta igualdad se representa de la siguiente manera:

• $19_{10}=10011_{2}$
• $5{,}25_{10}=101{,}01_{2}$

Bitsmás y menos significativos

Un conjunto o grupo debits,como por ejemplo unbyte,representa un conjunto de elementos ordenados. Se llamabitmás significativo(MSB) albitque tiene un mayor peso (mayor valor) dentro del conjunto. Análogamente, se llamabitmenos significativo(LSB) albitcon menor peso dentro del conjunto. Por ejemplo, en un octeto elbitmás significativo es el de la posición 7, y el menos significativo es el de la posición 0:

Posición	7	6	5	4	3	2	1	0
Valor	128	64	32	16	8	4	2	1

Tomemos, por ejemplo, el número decimal 27 en forma de un octeto binario:

Posición	7	6	5	4	3	2	1	0
Valor	128	64	32	16	8	4	2	1
Bit	0	0	0	1	1	0	1	1

Aquí, el primer0,el de la izquierda, (que corresponde con el coeficiente de 2⁷), es elbitmás significativo, siendo el último1,el de la derecha, (que corresponde con 2⁰), el menos significativo.

En cualquier caso, elbitmás significativo es el que generalmente se representa en el extremo izquierdo y el menos significativo el del extremo derecho. Esto es análogo al sistema decimal, en donde el dígito más significativo es el de la izquierda y el menos significativo el de la derecha.

Little endianybig endian

Little endianybig endianse refieren al orden que las máquinas asignan a losbytesque representan números o valores numéricos. Una máquinalittle endianasigna losbytesmenos significativos en el extremo más bajo de la memoria, mientras que una máquinabig endianasigna losbytesmás significativos en el extremo más alto. En los computadores, cadabytese identifica con su posición en lamemoria(dirección). Cuando se manejan números de más de unbyte,estosbytestambién deben estar ordenados de menor a mayor, indicando la posición delbytemenos significativo y delbytemás significativo. De este modo, unbytecon el número decimal 27 se almacenaría en una máquinalittle endianigual que en una máquinabig endian,ya que solo ocupa unbyte.Sin embargo, para números más grandes los bytes que los representan se almacenarían en distinto orden en cada arquitectura. Este aspecto es particularmente importante en la programación enlenguaje ensambladoro encódigo máquina,ya que algunas máquinas consideran el byte situado en la dirección más baja de la memoria el menos significativo (arquitecturalittle endian,como los procesadoresIntel) mientras que otras consideran que ese es elbytemás significativo (arquitecturabig endian,como los procesadoresMotorola).

Por ejemplo, consideremos el número hexadecimal enteroAABBCCDD,de 32bits(4bytes), localizado en la dirección 100 de la memoria. El número ocuparía las posiciones desde la 100 a la 103, pero dependiendo de si la máquina es little o big endian, losbytesse almacenarían de diferente manera:

Little endian(como Intel)

	100	101	102	103
...	DD	CC	BB	AA	...

Big endian(como Motorola)

	100	101	102	103
...	AA	BB	CC	DD	...

En las imágenes de arriba, en donde se representan las posiciones de memoria 100, 101, 102 y 103 creciendo de izquierda a derecha, «parece» que la representaciónbig endianes más natural, ya que el númeroAABBCCDDlo podemos leer correctamente (ver figura), mientras que en la representaciónlittle endianparece que el número está al revés, o «patas arriba». Sin embargo, no hay nada que nos impida imaginar que las direcciones de memoria «crecen» de derecha a izquierda, y al observar la memoria de esta manera, la representaciónlittle endian«se ve natural» y es labig endianla que «parece» al revés, como se muestra en las figuras de abajo.

Little endian(como Intel)

	103	102	101	100
...	AA	BB	CC	DD	...

Big endian(como Motorola)

	103	102	101	100
...	DD	CC	BB	AA	...

Independiente de si la máquina es de arquitecturalittle endiano big endian, los bits dentro de cada byte siempre están en el mismo orden, con el bit más significativo a la izquierda y el menos significativo a la derecha. Los registros del procesador, que pueden ser de 4 a 64 bits, y más, también tienen sus bits en el mismo orden en ambos tipos de máquina. La diferencia entre little y big endian solo existe externamente, en el orden en que los bytes se representan en memoria.

Arquitecturas de 4, 8, 16, 32 y 64 bits

Cuando se habla deCPUsomicroprocesadoresde 4, 8, 16, 32, 64 bits, se refiere al tamaño, en número de bits, que tienen los registros internos del procesador y también a la capacidad de procesamiento de laUnidad aritmético lógica(ALU). Un microprocesador de 4 bits tieneregistrosde 4 bits y la ALU hace operaciones con los datos en esos registros de 4 bits, mientras que un procesador de 8 bits tiene registros y procesa los datos en grupos de 8 bits.

Los procesadores de 16, 32 y 64 bits tienen registros y ALU de 16, 32 y 64 bits respectivamente, y generalmente pueden procesar los datos, tanto en el tamaño en bits de sus registros como, dependiendo de su diseño, en determinados submúltiplos de estos. Así, un procesador de 16 bits puede procesar los datos en grupos de 8 y 16 bits, comportándose como si fuera un procesador tanto de 8 como de 16 bits. Un procesador de 32 bits puede procesar los datos en grupos de 8, 16 y 32 bits, y el procesador de 64 bits puede procesar los datos en grupos de 8, 16, 32 y 64 bits. Para poder hacer esto, los procesadores de 16, 32 y 64 bits generalmente tienen sus registros divididos en otros registros más pequeños. Así, los registros de un procesador de 32 bits, por ejemplo, pueden estar divididos a su vez en registros de 16 y 8 bits y puede hacer operaciones aritméticas, lógicas, de comparaciones, y otras, con cualquiera de sus registros en cualquiera de estos tamaños.

Cuando se habla de procesadores de, digamos 32 bits, nos referimos a su capacidad de procesar datos en hasta 32 bits simultáneamente (también puede procesar datos en 8 y 16 bits). La denominación de "microprocesador de 32 bits" no se refiere al tamaño del bus de datos del CPU ni del bus de direcciones, sino a su capacidad de trabajar normalmente con los datos en el número máximo de bits (salvo alguna excepción).

Por ejemplo, los primeros procesadores de la arquitecturax86,elIntel 8086y elIntel 8088,eran procesadores de 16 bits, porque tenían registros de 16 bits (y de 8 bits) y sus unidades aritmético lógicas podían realizar operaciones de 16 bits (y de 8 bits). Sin embargo, exteriormente, el 8086 tenía un bus de datos de 16 bits y podía mover datos desde y hacia el CPU en bloques de 8 y 16 bits, mientras que el 8088 tenía un bus de datos de solo 8 bits, y también podía mover datos de 8 y 16 bits desde y hacia el CPU, sin embargo, como su bus de datos era de solo 8 bits, para mover 16 bits de datos tenía que hacer dos operaciones de lectura o escritura, de 8 bits, por su limitado bus de datos. Esto era completamente transparente, los dos procesadores ejecutaban exactamente el mismoconjunto de instruccionesde 16 bits, solo que el 8088 era más lento cada vez que tenía que leer o escribir 16 bits de datos hacia o desde la memoria.

Véase también

• Nibble
• Byte
• BINIT
• Tipo de dato
• Tipos de datos máquina
• Cúbit
• Sistema binario
• Álgebra de Boole
• Operador a nivel debits
• Registro de desplazamiento

Bibliografía

• John B. Anderson, Rolf Johnnesson,Understanding Information Transmission,editor Wiley, 2006,ISBN 0471711195y 9780471711193.
• Norman Abramson,Information theory and coding,McGraw-Hill, 1963.

Enlaces externos

• Wikcionariotiene definiciones y otra información sobrebit.

• Datos:Q8805