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

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Versión 1.0 ©TuInstitutoOnline.com.
M.Donoso, G.García, P.Gargallo, A.Martínez

Sistemas Informáticos.
2º ESO.

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

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

Digitalización de la información
Señal analógica
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 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.

Señal analógica
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Señal analógica
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 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.

Señal analógica
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 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.

Señal digital
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 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.

Señal digital
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 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.

Señal digital
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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
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16
18
20
22
24
Temperatura a lo largo del día tomada cada hora

Señal digital
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 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.

Señal digital
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 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).

Conversión analógica a digital
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 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.

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 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.

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A las 12 del mediodía

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 A las tres de la mañana (o a la hora de comer)

Precisión en la digitalización
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 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.

Precisión en la digitalización
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 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.

Precisión en la digitalización: Foto con 90.000 colores
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Precisión en la digitalización: Foto con 128 colores
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Precisión en la digitalización: Foto 90.000 / 128 colores
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Ventajas de la señal digital
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 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.

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 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.

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 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.

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 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.

El muestreo de los datos
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 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.

El muestreo de los datos
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 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.

CRÉDITOS
 Este obra está bajo una licencia de Creative Commons
Reconocimiento-NoComercial-CompartirIgual 3.0 España.
 TuInstitutoOnline.com
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 Fuentes:
 Imágenes obtenidas de fuentes públicas.
 Algunas definiciones y contenidos pertenecen a la
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