Hello, Friends of Hive, it is a pleasure to be with you again presenting topics of interest in science, technology, research and innovation.
Hola Amigos de Hive un gusto estar nuevamente con ustedes presentándoles temas de interés de la ciencia, tecnología, investigación e innovación.
When we have been in the technological field for some time, we marvel at how far we have come, either as users or as actors in the development of these. However, there is a three-letter word in the field of computing that whatever the language we associate with most of these advances, it is the Bit.
Cuando estamos en el ámbito tecnológico desde hace algún tiempo, nos maravillamos hasta donde hemos llegado, ya sea como usuarios o como actores en el desarrollo de éstas. Sin embargo, existe una palabra de tres letras en el campo de la computación que cualquiera sea el idioma la asociamos a la mayoría de esos avances, es el Bit.
What is bit and what is it used for?
¿Qué es bit y para qué se usa?
It is a unit that has two logical states represented by zero (0) and one (1) and represents by themselves or together, countless data and status information or control of a Digital System. Taking as an example the computers in its most generic or wide definition that you want to appreciate.
Es una unidad que tiene dos estados lógicos, el cero (0) y el uno (1) y representa por si solos o en conjunto, infinidad de datos e información de estado o control de un Sistema Digital. Teniendo como ejemplo las computadoras en su definición más genérica o amplia que se quiera apreciar.
Using its two values, you could be enabling or disabling an integrated circuit or chip to come into operation. For example, there is a terminal or pin to enable a chip (CS: Chip Selec or CE: Chip Enable) with a 1 or disable it with a 0.
Utilizando sus dos valores, se pudiera estar habilitando o deshabilitando un circuito integrado o chip para que entre en operación. Por ejemplo existe un terminal o pin para habilitar un chip (CS: Chip Selec o CE: Chip Enable) con un 1 o, deshabilitarlo con un 0 .
Figure 1 shows a circuit diagram showing the CS pin on an SD memory unit.
En la Figura 1 se puede apreciar un diagrama circuital donde se aprecia el pin CS en una unidad de memoria SD.
Figure 1. Micro SD device is taken as an example of CS pin activation.
Figura 1. Dispositivo Micro SD tomado como ejemplo de activación pin CS.
Source/Fuente @alfonsoalfonsi
Or, form P patterns that have a different meaning even though they are the same. For example:
O, formar patrones P que tienen un significado diferente aun siendo iguales. Por ejemplo:
P = 00100000 is the number 6410 in decimal numeric system.
P = 00100000 is a control character for leaving space in a text.
As we saw earlier, a pattern P is a set of bits, i.e. it has some characteristics worth noting, shown in Figure 2.
Como vimos anteriormente, un patrón P es un conjunto de bits, es decir tiene unas características que vale la pena señalar, mostradas en la Figura 2.
Figure 2. P bit pattern and characteristics.
Figura 2. Patrón P de bits y características.
Source/Fuente @alfonsoalfonsi
In most cases, its length depends on multiples in base 2, since the number system is binary. There may be cases of 8, 16, 32, 64, 128, ...
En la mayoría de los casos su longitud depende de múltiplos en base 2, ya que el sistema numérico es el binario. Puede darse los casos de 8, 16, 32, 64, 128, …
Where:
Donde:
Length (L) is the number of bits contained in P. In this case 8 bits or 1 byte.
Longitud (L) es el número de bits que contiene P. En este caso 8 bits o 1 byte.
Position is the place where the bits in P are located. We can take an example from Figure 2, the bit of P located in position 5 is 1 or P5 = 1. It is worth noting, that position is the one used in the binary system for potentiation in base 2 and making the conversion from the binary number system to the decimal number system. An example of this is shown in Figure 3.
Posición es el lugar donde se ubican los bits en P. Podemos tomar un ejemplo de la figura 2, el bit de P ubicado en la posición 5 es 1 o P5 = 1. Vale la pena destacar, que la posición es la utilizada en el sistema binario para la potenciación en base 2 y hacer la conversión del sistema numérico binario al sistema numérico decimal. Un ejemplo de ello se muestra e la Figura 3.
Figure 3. Conversion from binary to decimal number system.
Figura 3. Conversión del sistema numérico binario al decimal.
Source/Fuente @alfonsoalfonsi
It is worth noting that in the case presented in Figure 2 the position 0 or P0 is located in the rightmost part of P.
In all cases this is not the case, it may be located in the leftmost position, although its value and magnitude are the same.
The definition of the bit pattern is dictated by the particulars of the base processor in microprocessing systems or, by what is established when designing digital systems.
Vale la pena destacar que el caso presentado en la Figura 2 la posición 0 o P0 se ubica en la parte más a la derecha de P.
En todos los casos no es así, puede ser que su posición sea más a la izquierda, aunque su valor y magnitud sean iguales.
La definición del patrón de bits está dada por lo que dicta las particulares del procesador base en sistemas de microprocesamiento o, por lo establecido al diseñar sistemas digitales.
Least Significant Bit (LSB) is the bit located in the first position of P, i.e. the leftmost bit. In this case the position 0 or P0 = 0.
Bit menos significativo (LSB: Least Significant Bit) es el bit ubicado en la primera posición de P, es decir el bit más a la izquierda. En este caso la posición 0 o P0 = 0.
Most Significant Bit (MSB) is the bit located in the last position of P, i.e. the rightmost bit. In this case position 7 or P7 = 0.
Bit más significativo (MSB: Most Significant Bit) es el bit ubicado en la última posición de P, es decir el bit más a la derecha. En este caso la posición 7 o P7 = 0.
Least Significant Part (LSP) are the bits located to the right when dividing P in two. In Figure 2, P = 8 bits, then the bits P3 P2 P1 P0 = 0000 are the LSP.
Parte menos significativa (LSP: Least Significant Part) lo constituyen los bits ubicados a la derecha al dividir en dos a P. En la Figura 2, P = 8 bits, entonces los bits P3 P2 P1 P0 = 0000 son los LSP.
Most Significant Part (MSP) are the bits located to the left when dividing P in two. In Figure 2, P = 8 bits, then the bits P7 P6 P5 P4 = 0010 are the MSP.
Parte más significativa (MSP: Most Significant Part) lo constituyen los bits ubicados a la izquierda al dividir en dos a P. En la Figura 2, P = 8 bits, entonces los bits P7 P6 P5 P4 = 0010 son los MSP.
As a particular case of Figure 2, P =8 bits, when divided into equal parts they form 4-bit fragments that take the name of nible.
Como caso particular de la Figura 2, P =8 bits, al dividirlo en partes iguales forman fragmentos de 4 bits que toman el nombre de nible.
What can we define with bit patterns?
¿Qué podemos definir con los patrones de bits?
With bit patterns, you can specify data, codes or instructions, memory and/or device addresses, and much more. Here I point out the following:
Con los patrones de bits se pueden especificar datos, códigos o instrucciones, direcciones de memorias y/o dispositivos y muchas cosas más. Aquí puntualizo las siguientes:
So far, I have explained the main characteristics of bit patterns from the logical point of view, valid for digital and microprocessing designs.
Hasta aquí, he explicado las principales características de los patrones de bits desde el punto de vista lógico, válido para los diseños digitales y de microprocesamiento.
However, at the stage of realization of these systems must be established the necessary circuits that make possible the logic functions, these being an interesting electronic combination that has other features, one of them being electrical, which I explain below.
Sin embargo, en la etapa de realización de estos sistemas se deben establecer los circuitos necesarios que hacen posible las funciones lógicas, siendo estos una combinación electrónica interesante que tienen otras características, siendo una de ellas las eléctricas, que les explico a continuación.
Source: PxHere image edited in Canvas
Fuente: Imagen de PxHere editada en Canvas
There is something electrical at hand.
Hay algo eléctrico entre manos.
But the matter does not stop there, these logical states 0 and 1 with which we work, come from physical quantities such as voltage and current, whose units in the International System (IS) are the Volt (V) and Ampere (A), respectively. These, in turn, depend on the temperature at which the system operates.
Pero el asunto no queda allí, esos estados lógicos 0 y 1 con los cuales se trabaja, provienen de magnitudes físicas como el voltaje y la corriente, cuyas unidades en el Sistema Internacional (SI) es el Voltio (V) y el Amperio (A), respectivamente. Que a su vez, dependen de la temperatura a la cual opera el sistema.
A standard example can be gathered from data sheets of some digital circuits and processors, which indicate for a temperature range of 25 ºC to 35 ºC, the necessary voltage levels are:
Un ejemplo estándar lo podemos recoger de fichas técnicas de algunos circuitos digitales y procesadores, que indican para un rango de temperatura de 25 ºC a 35 ºC, los niveles de voltaje necesarios son:
That is, if the bit value is less than 3.8 V and greater than 1.8 V, there is no guarantee that the correct logic state will be recognized.
Es decir, si el valor medido es menor que 3,8 V y mayor que 1,8 V, no hay garantía de que se reconozca cual es el estado lógico correcto.
In addition, if the temperature at which the system operates is outside the set range, the readings will also be erroneous.
Además, si la temperatura a la cual opera el sistema sale del rango establecido, también las lecturas serán erróneas.
Then, it must be guaranteed that the voltage, current, and temperature values are in the specified ranges for a good operation of the devices elaborated with Digital, Microprocessing, and heterogeneous systems (where both systems coexist).
Entonces, se debe garantizar que los valores del voltaje, corriente y temperatura estén en los rangos especificados para un buen funcionamiento de los dispositivos elaborados con Sistemas Digitales, de Microprocesamiento e heterogéneos (donde coexisten ambos sistemas).
By way of closing.
A manera de cierre.
Most of the computational systems are still digital. What has changed over the years is the way to manipulate and enhance them, aided by different strategies, undoubtedly computational.
La mayoría de los sistemas computacionales aún siguen siendo digitales. Lo que ha cambiado con los años es la forma de manipularlos y potenciarlos, ayudados de diferentes estrategias indudablemente computacionales.
However, they have also had a lot of help from other areas of knowledge, such as control systems and communications.
Sin embargo, también han tenido muchas ayudas provenientes de otras áreas del saber, como las provenientes de los sistemas de control y de las comunicaciones.
See you soon, I hope the reading has been enriching.
Nos vemos pronto, espero que la lectura haya sido enriquecedora.
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Interesting readings
Lecturas de interés
Marwedel, P. (2018). Embedded System Design. Embedded Systems Foundations of Cyber-Physical Systems, and the Internet of Things (3rd ed.), Springer International Publishing AG. https://doi.org/10.1007/978-3-319-56045-8
Noergaard, T. (2013). Embedded Systems Architecture: A Comprehensive Guide for Engineers and Programmers (2nd ed.). Elseiver Inc.
Widmer, N., Moss, G. y Tocci, R. (2018). Digital Systems: Principles and Applications (12th ed.). Pearson Education Limited.
Figures and Images
Figuras e Imágenes
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Hola querido @alfonsoalfonsi, gracias por compartir y explicar de manera didáctica información tan importante del Bit, felicitaciones.
Destacas aspectos relevantes y fundamentales como que "se debe garantizar que los valores del voltaje, corriente y temperatura estén en los rangos especificados para un buen funcionamiento de los dispositivos elaborados con Sistemas Digitales", bien hecho.
Tu experiencia en el área es evidente, explicas e ilustras el contenido básico y luego lo relacionas con la parte practica destacando los aspectos más resaltantes a tener en consideración, excelente!
Te deseo éxitos y alegrías en la importante labor que están realizando con estas publicaciones en el área técnica.
Hasta la próxima.
Gracias @raizayanez por tus comentarios que inspiran a seguir volcando toda una experiencia y expresarlos en estos contenidos que usted apoya. Gracias
Hola. Me acabas de enseñar cosas adicionales a lo que había alcanzado a entender de los bits, o ese mundo entre lo digital y lo eléctrico y su movimiento. Tengo que decir que no entendí muy bien el sistema de paso de base binaria a base decimal, pero confieso que no lo leí con mucho detenimiento 😁😁😁
Muchas gracias por el post!
Hola @eskandar gracias por leer el post y hacer sus comentarios. Con respecto al ejemplo que presento de las posiciones de los bits, referido a la conversión binaria a decimal. Explico, te ubicas en el LSB, tomas el dígito correspondiente y haces la operación dígitox2^posición que dará un resultado parcial. Luego te desplazas a la siguiente posición y repites el procedimiento, hasta llegar al MSB. Luego sumas los resultados parciales y obtendrás el valor de la conversión a sistema numérico decimal. Estamos en comunicación.
osea, es ir desde la cifra menos significativa hasta la más significativa. En este caso el 1 valida la cantidad y el cero la invalida, y la base 2 se eleva a una potencia según su posición, como dice "dígitox2^posición", y luego simplemente todo se suma. ¿Ahora si entendí bien?
Excelente, seguimos en contacto.