Representación de Información

¿Cómo podemos comunicarnos con las computadoras? ¿Qué idioma es el que hablan?

Las computadoras “comunican” a través de la notación binaria: se usan bits para representar a un número en base 2

• Con 16 bits y notación binaria podemos almacenar cualquier entero entre 0 y 65535

Existen limitaciones de representación numérica en la computadora:

• Overflow: ocurre cuando un valor es muy grande para ser representado
• Truncado: ocurre cuando un valor no puede ser representado de manera precisa
• Representación de textos

Cada caracter tiene asociado un patrón único de bits

El código ASCII usa patrones de 7 bits para representar las letras mayúsculas y minúsculas del alfabeto inglés

• ISO desarrolló un número de extensiones de 8 bits del ASCII, cada una de ellas diseñadas para soportar un grupo de lenguajes
• Unicode usa patrones de 16 bits para representar la mayoría de los lenguajes del mundo

La codificación de caracteres es el método que permite convertir un caracter de un lenguaje natural en un símbolo de otro sistema de representación

• American Standard Code for Information Interchange del American National Standards Institute inicialmente empleaba un bit de paridad para detectar errores en la transmisión para completar 8 bits de datos
• Unicode expande la codificación para poder usar computadoras en cualquier lenguaje

Ahora tiene un poco más de sentido cuál es la lógica detrás de la pantalla de las computadoras, pero a veces es un poco más complicado imaginar cómo se logra representar una imagen en la pantalla a través de 0’s y 1’s. Para la representación de imágenes, estos son algunos de los métodos más populares:

• Técnica de bit map
• Pixel: picture element
• RGB (por sus siglas en inglés, es la combinación de colores rojo, verde y azul)
• Luminancia y crominancia (verde y azul)

Ahora, para poder representar tu música favorita, existen dos métodos distintos para la representación de sonidos:

• Sampling es utilizado para grabaciones de alta calidad, y se graba el sonido real.
• MIDI es utilizado en sintetizadores de música, y aquí se graban las notas.

Para la compresión de datos, sabemos que almacenar o transferir datos usualmente requiere que se reduzca el tamaño del archivo conservando toda la información subyacente intacta. Las técnicas genéricas para comprimir datos son con pérdidas o sin pérdidas.

• Codificación por longitud de secuencia: se sustituyen secuencias de elementos de datos con un código que indica el elemento repetido y el número de veces que aparece en la secuencia
• Codificación dependiente de la frecuencia: la longitud del patrón de bits utilizado para representar un elemento de datos es inversamente proporcional a la frecuencia con que ese elemento aparece
• Codificación relativa/diferencial: se almacena las diferencias entre unidades de datos consecutivas
• Codificación por diccionario: se construye el mensaje a comprimir mediante referencias a un diccionario (bloques componentes)
• Procesadores de texto: podemos codificar una palabra completa mediante una referencia única a un diccionario
• Compresión de imágenes: JPEG, TIFF, color de 24 bit (3 bytes), GIF’s. Se reduce a 256 el número de colores que pueden serle asignados a un pixel, y las 256 combinaciones se guardan en una paleta.
• Sistema de compresión con pérdidas

Compresión de audio y video

1. MP3

• Se aprovecha las características del oído humano, eliminando todos los detalles que este no puede percibir
• Enmascaramiento temporal
• Enmascaramiento de frecuencia
• Durante un corto periodo de tiempo después de percibirse un sonido de gran intensidad no se puede detectar otros sonidos más débiles

2. MPEG

• Sólo se codifican completamente algunas de las imágenes, a als que se denominan imágenes I
• Imágenes comprendidas entre dos imágenes sucesivas se codifican empleando técnicas de codificación relativa: sólo se graban las variaciones con respecto a la imagen anterior

3. H264/H265