Sistemas informáticos. 2º eso. 02. digitalización de la información

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Sistemas informáticos. 2º eso. 02. digitalización de la información

  1. 1. 1 Versión 1.0 ©TuInstitutoOnline.com. M.Donoso, G.García, P.Gargallo, A.Martínez
  2. 2. Sistemas Informáticos. 2º ESO.
  3. 3. Índice 1. Uso fluido y práctico del ordenador. 2. Digitalización de la información. 3. Protección del sistema. Antivirus 3Versión 1.0 CC. ©TuInstitutoOnline.com. M.Donoso, G.García, P.Gargallo, A.Martínez
  4. 4. Índice 2. Digitalización de la información 1. Señal analógica 2. Señal digital 3. Conversión analógica a digital. 4. Ventajas de la señal digital. 5. El muestreo de los datos. 4Versión 1.0 CC. ©TuInstitutoOnline.com. M.Donoso, G.García, P.Gargallo, A.Martínez
  5. 5. Digitalización de la información Señal analógica Versión 1.0 ©TuInstitutoOnline.com. M.Donoso, G.García, P.Gargallo, A.Martínez 5  Una señal continua o analógica es una señal que posee valores en todo instante de tiempo.  En la naturaleza, las cosas cambian de forma analógica.  Por ejemplo, podemos medir la temperatura en cualquier momento del día, porque la temperatura cambia a lo largo del tiempo de forma continua.  No importa si dividimos el día en segundos, minutos, horas, mil millonésimas de segundo o cualquier otra medida, porque en todo momento podremos obtener la temperatura real.
  6. 6. Digitalización de la información Señal analógica Versión 1.0 ©TuInstitutoOnline.com. M.Donoso, G.García, P.Gargallo, A.Martínez 6
  7. 7. Digitalización de la información Señal analógica Versión 1.0 ©TuInstitutoOnline.com. M.Donoso, G.García, P.Gargallo, A.Martínez 7  Sin embargo, si un científico mide la temperatura cada hora y la anota en una libreta, podremos preguntarle la temperatura que hacía a las 15h o a las 16h.  ¿Podrá decirnos qué temperatura hacia realmente a las 15:30h aunque no la tiene anotada?  Lo cierto es que no. Como máximo podrá calcular la media entre las 15h y las 16h y darnos una “supuesta” temperatura en ese momento.  Si estas medidas tomadas a intervalos de tiempo (cada hora), las metemos en una gráfica, obtendremos una señal digital.
  8. 8. Digitalización de la información Señal analógica Versión 1.0 ©TuInstitutoOnline.com. M.Donoso, G.García, P.Gargallo, A.Martínez 8  Una señal analógica es continua en el tiempo y por tanto no existen picos pronunciados como tales en la gráfica, solo curvas más o menos pronunciadas.
  9. 9. Digitalización de la información Señal digital Versión 1.0 ©TuInstitutoOnline.com. M.Donoso, G.García, P.Gargallo, A.Martínez 9  Cuando tomamos las medidas, a nadie se le ocurriría medir la temperatura cada mil millonésima de segundo, porque tendríamos que apuntar mil millones de datos por segundo y no tenemos aparatos que puedan medir tan aprisa la temperatura.  Así que para los estudiosos del clima, con tener la temperatura del día a intervalos de quince minutos, es suficiente normalmente.  En la vida real a esta simplificación consistente en tomar medidas en intervalos es lo que se conoce como tomar valores discretos. Por tanto, una señal discreta o digital sólo posee valores en ciertos instantes de tiempo, distanciados a intervalos regulares.  Esos valores constituyen la muestra elegida.
  10. 10. Digitalización de la información Señal digital Versión 1.0 ©TuInstitutoOnline.com. M.Donoso, G.García, P.Gargallo, A.Martínez 10  En las siguientes gráficas tenemos la temperatura tomada en una ciudad a lo largo del día en intervalos de quince minutos y de nuevo la misma gráfica tomada en intervalos de una hora.  Las gráficas presentan picos, porque en realidad tenemos medidas cada cinco y quince minutos, no a cada momento, como sucede en la vida real, en una gráfica analógica.  Eso es porque en la vida real empleamos una determinada precisión (en este caso el intervalo de tiempo) para medir las cosas.  Con intervalos de tiempo muy reducidos, los picos o cambios son menos bruscos.
  11. 11. Digitalización de la información Señal digital Versión 1.0 ©TuInstitutoOnline.com. M.Donoso, G.García, P.Gargallo, A.Martínez 11 14 16 18 20 22 24 0:00 0:45 1:30 2:15 3:00 3:45 4:30 5:15 6:00 6:45 7:30 8:15 9:00 9:45 10:30 11:15 12:00 12:45 13:30 14:15 15:00 15:45 16:30 17:15 18:00 18:45 19:30 20:15 21:00 21:45 22:30 23:15 Temperatura a lo largo del día tomada cada 15 min 14 16 18 20 22 24 Temperatura a lo largo del día tomada cada hora
  12. 12. Digitalización de la información Señal digital Versión 1.0 ©TuInstitutoOnline.com. M.Donoso, G.García, P.Gargallo, A.Martínez 12  En las gráficas anteriores hemos visto que a las 14:15h la temperatura era de 24º C.  Sin embargo en la gráfica donde las medidas son cada hora, la temperatura a las 14h era de 23ºC y a las 15h igual, por lo que suponemos que a las 14:15h era de 23º C.  Cuantas más medidas tomamos para hacer la gráfica con la señal digital, es más precisa y más se parece a la gráfica analógica.
  13. 13. Digitalización de la información Señal digital Versión 1.0 ©TuInstitutoOnline.com. M.Donoso, G.García, P.Gargallo, A.Martínez 13  Pongamos otro ejemplo, supongamos que medimos los coches que cruzan por la carretera en intervalos de un minuto.  En el minuto uno pasan 30 coches; en el minuto dos pasan 15 coches; en el minuto tres pasan 12 coches …  Seguramente a los treinta segundos de medir ya había pasado algún coche, pero como contamos los coches que pasan cada minuto, no podemos saberlo.  Tenemos señales o medidas digitales, pues fraccionamos el tiempo, no como algo continuo sino con medidas que realizamos en intervalos regulares o discretos (cada minuto).
  14. 14. Digitalización de la información Conversión analógica a digital Versión 1.0 ©TuInstitutoOnline.com. M.Donoso, G.García, P.Gargallo, A.Martínez 14  Podemos pasar una señal analógica a otra digital tomando medidas de la señal cada cierto tiempo.  Como el tiempo es continuo y solo tomamos valores representativos cada cierto intervalo, la señal digital se aproximará a la señal analógica conforme los intervalos de medida sean más pequeños.  Tendremos que tomar más datos y cuantos más tomemos, más se parecerá la señal digital a la analógica.  La cuestión radica en no tomar más datos de los necesarios, es decir, el muestreo debe ser el adecuado.
  15. 15. Digitalización de la información Conversión analógica a digital Versión 1.0 ©TuInstitutoOnline.com. M.Donoso, G.García, P.Gargallo, A.Martínez 15  Si medimos el tráfico en coches una vez al día puede que nos encontremos con la desagradable sorpresa de que la autovía esté vacía.  Esto sucedería si tomamos la medida todos los días, una sola vez, a las tres de la mañana.  Sin embargo, si realizamos la medida cada 24 horas y decidimos medir el tráfico a las 12 del medio día, el resultado sobre el uso de la autovía es muy diferente.  Eso es porque no estamos midiendo el tráfico con la frecuencia suficiente, o lo que es lo mismo, no estamos tomando las muestras suficientes para tener una medida real de lo que está sucediendo.  Falta precisión. Los intervalos son demasiado grandes.
  16. 16. Digitalización de la información Conversión analógica a digital Versión 1.0 ©TuInstitutoOnline.com. M.Donoso, G.García, P.Gargallo, A.Martínez 16 A las 12 del mediodía
  17. 17. Digitalización de la información Conversión analógica a digital Versión 1.0 ©TuInstitutoOnline.com. M.Donoso, G.García, P.Gargallo, A.Martínez 17  A las tres de la mañana (o a la hora de comer)
  18. 18. Digitalización de la información Precisión en la digitalización Versión 1.0 ©TuInstitutoOnline.com. M.Donoso, G.García, P.Gargallo, A.Martínez 18  Los ordenadores solo pueden trabajar con información digital.  Podemos dividir todos los colores existentes del uno al número dieciséis millones.  Cuando queramos pasar una foto de papel al ordenador, el ordenador asignará a cada punto de la foto un número equivalente a ese color.  Si el color que tiene la foto, no está entre los dieciséis millones que reconoce el ordenador, lo aproximará a uno de ellos, habrá por tanto un error de precisión.
  19. 19. Digitalización de la información Precisión en la digitalización Versión 1.0 ©TuInstitutoOnline.com. M.Donoso, G.García, P.Gargallo, A.Martínez 19  Evidentemente el error es pequeño cuando hay una escala de dieciséis millones de colores.  Pero si todos los colores de la foto tuvieran que ser etiquetados entre 1 y 256, los colores de la foto digitalizada ya no serían exactamente iguales a los colores de la foto en papel.  Normalmente una foto posee unos 5.000 colores, pero si solo tengo 256 valores de colores, cada uno de esos 5.000 tendrá que ser convertido en uno de los 256 colores que tengo.  Es decir que cada grupo de 20 colores tendrán que ser codificados o etiquetados con el mismo número de color.  No cabe duda que poder usar 256 colores supone menor precisión que disponer de 5.000.
  20. 20. Digitalización de la información Precisión en la digitalización: Foto con 90.000 colores Versión 1.0 ©TuInstitutoOnline.com. M.Donoso, G.García, P.Gargallo, A.Martínez 20
  21. 21. Digitalización de la información Precisión en la digitalización: Foto con 128 colores Versión 1.0 ©TuInstitutoOnline.com. M.Donoso, G.García, P.Gargallo, A.Martínez 21
  22. 22. Digitalización de la información Precisión en la digitalización: Foto 90.000 / 128 colores Versión 1.0 ©TuInstitutoOnline.com. M.Donoso, G.García, P.Gargallo, A.Martínez 22
  23. 23. Digitalización de la información Ventajas de la señal digital Versión 1.0 ©TuInstitutoOnline.com. M.Donoso, G.García, P.Gargallo, A.Martínez 23  En definitiva, para digitalizar algo, hace falta emplear un mínimo de precisión si queremos que la señal o datos digitales se acerque a la señal analógica o real.  La digitalización es imprescindible para evitar el deterioro de una señal analógica.  Cuando una señal, como nuestra voz, cruza el cable telefónico y estamos hablando con un amigo por teléfono, sirve para garantizar que le oímos bien.
  24. 24. Digitalización de la información Ventajas de la señal digital Versión 1.0 ©TuInstitutoOnline.com. M.Donoso, G.García, P.Gargallo, A.Martínez 24  Cuando hablamos por teléfono, si el oyente está muy lejos, la señal no le llegaría hasta su casa por el cable.  Sería necesario aumentar el volumen.  Eso es lo que hacemos cuando subimos el volumen de los altavoces porque no oímos algo bien.  Pero no solo aumentamos el volumen de lo que queremos oír, sino también del ruido de fondo, lo que se hace desagradable.  Esto sucede porque al subir el volumen amplificamos la señal analógica y se produce una amplificación también del ruido de fondo.
  25. 25. Digitalización de la información Ventajas de la señal digital Versión 1.0 ©TuInstitutoOnline.com. M.Donoso, G.García, P.Gargallo, A.Martínez 25  Si nuestra voz ha de llegar a miles de km y cada vez que se atenúa o se oye peor, la amplificamos, al final llegará distorsionada y con muchas interferencias al otro lado.  Sin embargo, si la digitalizamos primero en la ciudad de origen de la llamada y la enviamos digitalizada al destino y luego allí la volvemos a convertir en una señal analógica (la voz), llegará perfectamente.  Porque la señal digital no se amplifica, sino que se regenera sin pérdidas de calidad, porque tiene la capacidad de regenerarse. Existen sistemas para hacerlo.
  26. 26. Digitalización de la información Ventajas de la señal digital Versión 1.0 ©TuInstitutoOnline.com. M.Donoso, G.García, P.Gargallo, A.Martínez 26  Cuando transmitimos la información lo que enviamos son datos codificados y los codificamos con unos y ceros.  Si un uno por ejemplo se envía por un cable con un voltaje de cinco voltios y un cero se envía como un voltio, cuando la señal llegue deteriorada y solo lleguen tres voltios sabremos que es un uno y volveremos a enviar por el cable hacia el destino cinco voltios.  Si ha habido una interferencia, y esos tres voltios (un uno codificado) era realmente un voltio (un cero), gracias a la información de control adicional que enviamos por el cable, podremos corregirlo.
  27. 27. Digitalización de la información El muestreo de los datos Versión 1.0 ©TuInstitutoOnline.com. M.Donoso, G.García, P.Gargallo, A.Martínez 27  En definitiva, en la naturaleza la información existente es analógica.  Para que los ordenadores puedan tratarla y para que podamos enviarla tan lejos como sea necesario y que llegue correctamente, necesitamos digitalizarla.  Al digitalizarla, hace falta tomar muestras en intervalos de tiempo regulares. Si tomamos pocas muestras, la información deja de ser representativa de la realidad y produce una distorsión de lo que realmente sucede (como pasaba cuando medíamos el tráfico en la autovía a las tres de la mañana).  Es muy importante la amplitud del intervalo en que se toman las muestras regularmente.
  28. 28. Digitalización de la información El muestreo de los datos Versión 1.0 ©TuInstitutoOnline.com. M.Donoso, G.García, P.Gargallo, A.Martínez 28  También es importante la precisión con la que se realizan las medidas.  Por ejemplo, no es lo mismo disponer de dieciséis millones de colores para ponerle un número a cada color de la foto, que tener solamente 256.  En este último caso, si la foto tiene por ejemplo cinco mil colores, habrá veinte colores diferentes que deben ser representados con el mismo número o color.  Por tanto la frecuencia de muestreo o el tamaño del intervalo de tiempo y la precisión de la medida son fundamentales en la conversión de una señal analógica en otra digital.
  29. 29. CRÉDITOS  Este obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-CompartirIgual 3.0 España.  TuInstitutoOnline.com M.Donoso, G.García, P.Gargallo, A.Martínez. v. 1.0.0.0.0  Los reconocimientos se realizan en el apartado Fuentes de información.  Los iconos empleados están protegidos por la licencia LGPL y se han obtenido de:  http://commons.wikimedia.org/wiki/Crystal_Clear  http://www.openclipart.org
  30. 30. CRÉDITOS Origen de las imágenes de esta presentación.  Fuentes:  Imágenes obtenidas de fuentes públicas.  Algunas definiciones y contenidos pertenecen a la Wikipedia.

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