Saber Básico A.2. Información Digital: Binario y Unidades

¡Bienvenidos, equipo de TIC 1º de Bachillerato!

Tras analizar cómo las nuevas tecnologías están cambiando el mundo laboral, ahora nos toca abrir la “caja negra” de los ordenadores. ¿Cómo es posible que una máquina que solo entiende electricidad pueda guardar tus fotos de Instagram, tus partidas de Minecraft o hablar contigo a través de un chat de IA?

La respuesta está en cómo codificamos la Información Digital.

1. El Idioma del Ordenador: El Sistema Binario

Los ordenadores no entienden la letra ‘A’ ni el número ‘9’. En su nivel más básico, están formados por miles de millones de interruptores microscópicos llamados transistores. Estos interruptores solo pueden estar en dos estados:

• Encendido (Pasa corriente): Lo representamos con un 1.
• Apagado (No pasa corriente): Lo representamos con un 0.

A esto se le llama Sistema Binario, y un 1 o un 0 es la unidad de información más pequeña que existe: el BIT (Binary Digit).

¿Cómo hablamos con ellos? Codificación

Para que el ordenador nos entienda, necesitamos “traducir” nuestro idioma (decimal, letras, colores) al suyo. Por ejemplo, cuando escribes una ‘A’ en el teclado, el ordenador recibe realmente una secuencia como 01000001.

2. Conversión entre Sistemas (Decimal, Binario, Hexadecimal)

Como los números binarios son extremadamente largos para los humanos (ej: 1010100111010), usamos el sistema Hexadecimal como “atajo” porque es muy fácil de convertir a binario y mucho más corto.

Sistema	Base	Dígitos Disponibles
Decimal	10	0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
Binario	2	0, 1
Hexadecimal	16	0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F

(Nota: En hexadecimal, A=10, B=11, C=12, D=13, E=14, F=15)

Resumen de Conversiones:

Dirección	Método Rápido
Decimal $\rightarrow$ Binario	Divisiones sucesivas entre 2. El número binario es el último cociente seguido de los restos en orden inverso[cite: 1.2.5].
Binario $\rightarrow$ Decimal	Suma de potencias de 2. Multiplicas cada dígito binario por $2^{n}$ (donde $n$ es la posición desde la derecha, empezando en 0) y sumas los resultados.
Binario $\leftrightarrow$ Hexadecimal	Agrupación de 4 bits. Cada dígito hexadecimal corresponde exactamente a 4 bits (un “nibble”). Ej: 1010 (bin) = A (hex); 1111 (bin) = F (hex).

3. Unidades de Medida de Información

Igual que usamos gramos para la harina o kilómetros para la distancia, necesitamos unidades para contar bits. Las unidades de información siempre usan potencias de 2, aunque las empresas tecnológicas a veces usan el sistema decimal por marketing[cite: 1.2.6].

La Escalera Binaria:

1. BIT: Unidad mínima (un 0 o un 1).
2. BYTE (B): El bloque fundamental. 1 Byte = 8 bits. Con un Byte podemos guardar un carácter (letra, número o símbolo).
3. Kilobyte (KB): Son $2^{10}$ Bytes. Aproximadamente 1.000 Bytes. Imagina una página de texto.
4. Megabyte (MB): Son $2^{20}$ Bytes. Aproximadamente 1 millón de Bytes. Tamaño de una canción MP3 o una foto[cite: 1.2.4].
5. Gigabyte (GB): Son $2^{30}$ Bytes. Aproximadamente 1.000 millones de Bytes. Medida común en RAM y almacenamiento de tablets/móviles. Una película puede ocupar varios GB.
6. Terabyte (TB): Son $2^{40}$ Bytes. Aproximadamente 1 billón de Bytes[cite: 1.2.6]. Capacidad de discos duros modernos.

4. Relación entre Unidades y Tipos de Archivo

El tamaño de un archivo depende de qué tipo de información guarda y cómo de compleja es.

Tipo de Archivo	Complejidad de Codificación	Tamaño Común	¿Por qué?
Texto Plano (.txt)	Muy baja. Cada letra es solo 1 Byte.	KBs	Una novela entera en texto plano ocupa pocos Megabytes.
Documento Formato (.docx, .pdf)	Baja-Media. Guarda texto y también formato (negrita, fuentes, imágenes incrustadas).	KBs – decenas de MBs	Depende de la cantidad de imágenes y tablas.
Imagen (.jpg, .png)	Media-Alta. Codifica miles o millones de puntos (píxeles) de colores[cite: 1.2.4].	MBs	Una foto de móvil moderno tiene muchos megapíxeles y necesita varios MBs para guardarse[cite: 1.2.4].
Video (.mp4, .mkv)	Alta-Muy Alta. Codifica 24-60 imágenes por segundo, más el sonido.	MBs – decenas de GBs	El video es la información más pesada que manejamos comúnmente[cite: 1.2.4].

Actividad Práctica 1: Conversión y Desglose de Archivos

Enunciado:

1. Conversión de Sistemas: Realiza las siguientes conversiones mostrando todo el proceso matemático en papel (puedes subir una foto o un PDF con las operaciones):
   • a) Convierte el número decimal 109 a Binario.
   • b) Convierte el número binario 10110110 a Decimal.
   • c) Convierte el número binario del apartado anterior (10110110) a Hexadecimal usando el método de agrupación de 4 bits.
2. Análisis de Archivos: Supongamos que tienes un disco duro con 20 GB libres. Tienes que guardar los siguientes tipos de archivos. Calcula cuántos archivos de cada tipo podrías guardar como máximo si solo guardaras ese tipo y explica brevemente por qué el tamaño varía tanto.
   • a) Canciones MP3 de alta calidad (Tamaño promedio: 8 MB c/u).
   • b) Documentos de texto plano (.txt) de tus apuntes (Tamaño promedio: 50 KB c/u).
   • c) Fotos de una cámara réflex (Tamaño promedio: 6 MB c/u).
   • d) Películas en formato MKV 1080p (Tamaño promedio: 4,5 GB c/u).

Actividad Práctica 2: Proyecto “TIC Docente” y Reto Big Data IA

Enunciado:

Esta actividad consta de dos partes bien diferenciadas:

Parte 1: Entrada de Blog – Misión Primaria (TIC Docente)

Contexto: Sois redactores del blog de tecnología del instituto. Vuestro público objetivo son alumnos de 5º o 6º de Primaria. Debéis redactar una entrada de blog (formato Markdown o texto limpio) explicando el concepto de las unidades de información.

Objetivo de la Entrada:

• Explicar qué es un bit (unos y ceros) y un byte, de forma amena para niños.
• Explicar las unidades KB, MB, GB, TB usando metáforas visuales (ej: una mochila, una caja de zapatos, un camión…).
• Explicar por qué las fotos “pesan” más que los deberes de lengua, relacionándolo con los tipos de archivo.

Parte 2: Tabla de Datos Técnica (Copia para Microsoft Word)

Contexto: Ahora volvemos a nuestro nivel de TIC 1º de Bachillerato. Estamos analizando las tecnologías emergentes como los LLM (ChatGPT, Gemini, Claude). Estos modelos se alimentan de Big Data.

Objetivo: Tenéis que crear un documento de Microsoft Word. Copiad la siguiente tabla técnica (basada en estimaciones públicas) en vuestro documento y realizad el ejercicio que se pide a continuación.

[Tabla para Microsoft Word – Reto IA]

CANTIDAD DE INFORMACIÓN APROXIMADA PARA ENTRENAR UN MODELO DE LENGUAJE GRANDE (LLM)

Estimaciones basadas en datasets de entrenamiento públicos para modelos de clase GPT-3/GPT-4.

Concepto de Datos	Valor Estimado (Sistemas Decimales)	Cantidad Total en Bytes (Binario Puro, x×10n)	Cantidad en Unidades Superiores (Binario Potencias de 2, 2n)*	Equivalencia Visual Aproximada
Tokens de Entrenamiento (Palabras/Símbolos)	~13 Billones de tokens	N/A (Se codifican en bytes)[cite: 1.2.4]	N/A	Más de 10 veces todas las palabras habladas por la humanidad[cite: 1.2.2].
Dataset de Texto Plano Codificado	~45 Terabytes (TB) a ~60 TB[cite: 1.1.3, 1.1.5]	$45 \times 10^{12}$ a $60 \times 10^{12}$ Bytes	~41 Tibibytes (TiB) a ~55 TiB[cite: 1.2.6]	Toda la Biblioteca del Congreso de EE.UU. escaneada en texto plano, multiplicada por 5.
Requisito de Almacenamiento Raw en Disco (Sin procesar)	>500 TB[cite: 1.1.1, 1.1.4]	$>500 \times 10^{12}$ Bytes	>455 TiB[cite: 1.2.6]	Un centro de datos pequeño dedicado exclusivamente a guardar esta información[cite: 1.2.4].

*Nota técnica: Las empresas suelen dar Terabytes decimales ($10^{12}$), pero el sistema operativo usa potencias de 2. El Tibibyte (TiB) es la medida técnica real[cite: 1.2.6]. Un TB decimal es aproximadamente un 9,1% más pequeño que un TiB.

Ejercicio Adicional de Reto (Para el documento de Word):

1. Cálculo IA: Si un token equivale aproximadamente a 4 Bytes[cite: 1.2.2, 1.2.4], calcula cuántos Bytes de información representa el dataset de “Texto Plano Codificado” si se hubieran codificado exactamente 13 billones de tokens. Convierte ese resultado a Terabytes decimales y a Tibibytes técnicos.
2. Debate en Word: Lee la “Equivalencia Visual” de la tabla técnica. El dataset total del LLM es de Big Data. Escribe una breve reflexión (5 líneas) sobre cómo esta cantidad masiva de datos se relaciona con el concepto de “Sectores Laborales” que estudiamos el otro día. ¿Qué tipo de trabajadores se necesitan para gestionar 500 TB de datos de entrenamiento?