Código binario

El código binario permite entender y diseñar sistemas electrónicos digitales. Su sistema de numeración es de vital importancia para la electrónica. Los códigos binarios son un arreglo de dos caracteres, 1 y 0. Entonces, con sólo estos dos dígitos se pueden representar a todo el conjunto de números. También se pueden realizar operaciones lógicas y aritméticas. Incluso se pueden representar números imaginarios y reales. Dicha numeración se puede representar o medir en bits de información. 

Definición 

Un código binario y su sistema de numeración tienen dos características: la posición y el valor que se le asigna a esa posición.

Se denomina como código binario al sistema de representación de textos, imágenes o vídeos de los que se valen los ordenadores o las computadoras para procesar instrucciones. Para que el código binario pueda llevar a cabo su función debe hacer uso del sistema binario, que es un sistema de numeración que posee únicamente los dígitos o bits cero (0) y uno (1), con los cuales se pueden representar infinidad de códigos. En este sistema numérico el 0 significa cerrado y el 1 abierto.

El código binario se emplea en los campos de la informática y las telecomunicaciones para codificar diversos tipos de datos como, por ejemplo, las cadenas de caracteres o cadenas de bits las cuales pueden ser de un ancho fijo o variable, según los códigos binarios que se obtengan.

Características del código binario

A continuación se presentan las principales características del código binario. 

1.- Es un código continuo que cuya combinación se diferencia de un código a otro al cambiar un solo bit.
2.- Hace uso de códigos correctores de error y de códigos detectores de error para evitar dificultades al momento de transmitir datos.
3.- Generalmente, los códigos binarios son ponderados, es decir, cada secuencia de dígitos tiene un peso determinado que se le asocia. Por ejemplo, código decimal codificado a código binario. 

4.- Los códigos binarios tienen una distancia que se puede identificar por el número de bits que varían entre una combinación y otra.

Agrupaciones de los números binarios

Los códigos binarios se agrupan para poder ser manejados de una mejor manera. Por ejemplo, la cantidad mínima de información que se puede representar en un sistema binario es el bit. Pero también existen la agrupación de 4 bits, se llama nibble. Si agrupamos 8 bit o 2 nibble, ya se llama byte y así sucesivamente:

Bit: es la cantidad mínima de información que se puede representar en un sistema digital. Sólo puede valer 0 o 1. Verdadero o Falso.

Nibble: es la agrupación de 4 bits. Este puede representar a todas las combinaciones con 4 bits, que son 16 combinaciones posibles.

Byte: es la agrupación binaria más común y ocurre cuando se agrupan 8  bits. Un byte es muy importante debido a que al inicio, los procesadores eran de 8 bits (hubo incluso procesadores de 4 bits). Por lo tanto, la información o los resultados se guardaban en memorias de 8 bits para ser más eficientes. En un byte de información se pueden guardar variables del tipo char. El código ascci, es una codificación binaria que puede ser guardada en chars.

Para las variables del tipo int, se requieren de entre 2 y 4 bytes dependiendo de la arquitectura de los procesadores.

Kbyte: es la agrupación de 1000 bytes. Aunque algunos autores incluso mencionan que son 1024 bytes. Dependiendo de la agrupación, ambas consideraciones pueden ser igualmente validas.

Mbyte: es la agrupación de 1 millón u 8 millones de bits.

KBit, MBit y GBit

El Kbit es distinto al kbyte, en el sentido que representa sólo 1000 bits. Es una métrica utilizada en los protocolos de comunicación digital que son seriales. Dado que los datos se transportan uno a la vez, es más recomendable agruparlos en bits, en lugar de bytes. Esta medida se utiliza mucho por ejemplo para medir la velocidad del internet.

Importancia en la electrónica del código binario

Todos los sistemas electrónicos digitales funcionan bajo el principio del código binario. Existen dos posibles estados llamados: verdadero-falso, alto-bajo ó 1-0. Estos dos estados son representaciones abstractas de regiones de voltajes específicos. Por ejemplo, para los circuitos integrados que operan a 5VDC, un 0 representa un voltaje entre -0.5V y 1.2V. Mientras que el 1 es representado por valores entre 2.2 y 5.5V.

Las compuertas lógicas utilizan el código binario para poder representar valores en sus entradas y proporcionar resultados. Las compuertas lógicas son los bloques con los que están construidos los flip-flops, sumadores, multiplexores, multiplicadores, decodificadores, registros (memorias), registros de desplazamiento (módulos de comunicación serial), etc. A su vez, estos bloques más complejos forman sistemas como procesadores, memorias, periféricos y unidades de control que son el principio de funcionamiento de los microprocesadores y los microcontroladores.

Para la electrónica, en especial en los sistemas embebidos como los microcontroladores o los microprocesadores, se utiliza el código binario para codificar información digital. Por ejemplo, dicha información se puede transportar mediante pines de entrada/salida de estos dispositivos digitales. Algunos ejemplos de puertos de comunicación serial son: puerto serial, I2C, SPI, CAN, USB o JTAG. Entonces, conocer como funciona y se codifican/decodifican los números binarios en bits/bytes, etc, es importante para entender los protocolos de comunicación digitales.

REFERENCIAS

INVESTIGACIÓN Y CIENCIA (2004, junio) "Los orígenes del código binario" [Online]. Available on: https://www.investigacionyciencia.es/revistas/temas/la-informacin-379/los-orgenes-del-cdigo-binario-4450

Significados. com (2018, noviembre 22) "Significado de Código binario" [Online]. Available on: https://www.significados.com/codigo-bino/ari

HETPRO (2021) "Código binario, ejemplos de codificaciones y agrupaciones comunes" [Online]. Available on: https://hetpro-store.com/TUTORIALES/codigo-binario/