Actividad 2. Análisis y abstracción de información
SISTEMAS
DIGITALES Y ANALÓGICOS
Un
sistema digital es una combinación de dispositivos diseñado para manipular
cantidades físicas o información que estén representadas en forma digital; es
decir, que sólo puedan tomar valores discretos. La mayoría de las veces, estos
dispositivos son electrónicos, pero también pueden ser mecánicos, magnéticos o
neumáticos. Algunos de los sistemas digitales más conocidos incluyen las
computadoras y calculadoras digitales, equipo digital de audio y video y el
sistema telefónico, el sistema digital, más grande del mundo. Un sistema
analógico contiene dispositivos que manipulan cantidades físicas representadas
en forma analógica. En un sistema de este tipo, las cantidades varían sobre un
intervalo continuo de valores. Por ejemplo, en un receptor de radio la amplitud
de la señal de salida para una bocina puede tener cualquier valor entre cero y
su límite máximo. Otros sistemas analógicos comunes son amplificadores de
audio, equipos de cinta magnética para grabación y reproducción, y el termómetro
(cuentakilómetros) de los automóviles.
Ventajas de las técnicas digitales
Un
número cada vez mayor de aplicaciones en electrónica, así como en muchas otras
tecnologías, emplea técnicas digitales para realizar operaciones que alguna vez
fueron hechas por medio de métodos analógicos. Las principales razones del
cambio hacia la tecnología digital son: I. Los sistemas digitales generalmente
son más fáciles de diseñar. Esto se debe a que los circuitos empleados son
circuitos de conmutación, donde no son importantes los valores exactos de
corriente y voltaje, sino únicamente el rango en que éstos se encuentran (ALTO
o BAJO). Facilidad para almacenar la información. Esto se logra por medio de
circuitos de conmutación especiales que pueden capturar información y retenerla
el tiempo que sea necesario. Mayor exactitud y precisión. Los sistemas
digitales pueden manejar el número de dígitos de precisión que usted necesite,
simplemente añadiendo más circuitos de conmutación. En los sistemas analógicos
la precisión, en general, está
limitada
a tres o cuatro dígitos, ya que los valores de los voltajes y corrientes
dependen en forma directa de los valores de los componentes del circuito.
Programación de la operación. Es bastante sencillo diseñar sistemas digitales
cuya operación está controlada por medio de un grupo de instrucciones
archivadas denominado programa. También es posible programar sistemas
analógicos, pero la variedad y complejidad de las operaciones disponibles está severamente
‘limitada. Los circuitos digitales se afectan menos por el ruido. Las
fluctuaciones en el voltaje (ruido) no son tan críticas en los sistemas
digitales porque en ellos no es importante el valor exacto de un voltaje,
siempre y cuando el ruido no sea suficientemente fuerte como para impedir la
distinción entre ALTO y BAJO. Se puede fabricar más circuitería digital sobre
pastillas de circuito integrado. Es cieno que la circuitería analógica también
se ha beneficiado con el gran desarrollo de la tecnología de CI, pero su
relativa complejidad y el empleo de dispositivos que no se pueden integrar en
forma económica (capacitores de gran valor, resistencias de precisión,
inductores, transformadores), han impedido que los sistemas analógicos alcancen
el mismo grado de integración que los digitales.
Diagrama
de bloques de un sistema de control de temperatura que requiere de conversiones
analógico-digitales para permitir el empleo de técnicas digitales de
procesamiento.
SISTEMAS DE NÚMEROS DIGITALES
En la
tecnología digital se utilizan muchos sistemas de números. Los más comunes son
los sistemas decimal, binario, octal y hexadecimal. El sistema decimal es sin
duda el más conocido por nosotros, ya que es una herramienta de uso cotidiano.
Si analizamos algunas de sus características, podremos entender mejor los otros
sistemas.
Valores de
posición decimal como potencias de 10.
Sistema decimal
El
sistema decimal se compone de 10 numerales o símbolos: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,
8 y 9; al utilizar estos símbolos como dígitos de un número podemos expresar
cualquier cantidad. El sistema decimal, también conocido como sistema de base
10, evolucionó en forma natural a partir del hecho de que el ser humano tiene
10 dedos. Incluso, la palabra 'dígito" significa "dedo» en latín. El
sistema decimal es un sistema de valor peticiona en el cual el valor de un
dígito depende de su posición. Por ejemplo, consideremos el número decimal 453.
Sabemos que el dígito 4 en realidad representa 4 centenas, el 5 representa 5
decenas y el 3, 3 unidades. En esencia, el 4 pesa más que los tres dígitos; a
éste se le conoce como el dígito más significativo (MSD; most signVicant
digit). El número 3 tiene el valor menor y se denomina dígito menos
significativo (LSD; least significant Consideremos 27.35 como ejemplo. Este
número es en realidad iguala 2 decenas más 7 unidades más 3 décimos más 5
centésimos, o bien, 2 x 10 + 7 x 1+ 3 x 0.1 + 5 x 0.01. El punto decimal se
emplea para separar los enteros y las fracciones del número. Más rigurosamente
expuesto, tenemos que las diferentes posiciones relativas al punto decimal
llevan valores que se pueden expresar como potencias de 10. Esto se ilustra en
la figura 1-2, donde se representa el número 2745.214. El punto decimal separa
las potencias positivas de 10 de las potencias negativa Así, el número 2745.214
es igual a (2 x 10 1 + (7 X 101 + (4 x 109 + (5 x 109 + (2 x 101 + (1 x 101 +
(4 x 101 En términos generales, cualquier número es simplemente la suma de los
productos de cada dígito y su valor posicional.
Bibliografía
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