Cómo usa una computadora el 0 y el 1
Ver fotos o escuchar música: dentro de una computadora todo se reduce a solo dos estados. Para entender cuáles son basta con un interruptor sobre tu mesa. Vamos a encender interruptores uno por uno hasta descubrirlo.
Encendido o apagado, nada en medio
El interruptor de la luz de tu cuarto está encendido o apagado. No existe un estado a medias. Las piezas de una computadora funcionan igual: por un circuito pasa corriente o no pasa.
Por eso se acordó llamar 1 al encendido y 0 al apagado. El 0 y el 1 no son un código secreto; son solo nombres para los dos estados de un interruptor. Subes el interruptor y la luz se enciende, lo bajas y se apaga, y dentro de la computadora ocurre lo mismo. La diferencia es que esos interruptores son tan pequeños que no se ven y que un solo chip tiene miles de millones.
Cada toque cambia entre encendido y apagado. Al abrir la página parpadea una vez por sí solo.
¿No sería más fácil contar en diez niveles?
Tenemos diez dedos, así que estamos acostumbrados a los dígitos del 0 al 9. ¿Por qué no dividir también la electricidad en diez niveles? El problema es que distinguir con claridad diez niveles de corriente es muy difícil.
En la imagen de abajo, la fila de arriba es una lámpara con diez niveles de brillo. Los niveles vecinos se parecen tanto que cuesta saber cuál es cuál. La fila de abajo solo tiene encendido y apagado, así que no hay confusión posible. Esa seguridad es justo la razón por la que las computadoras eligieron dos niveles.
Tú distingues el 9 del 8 de un vistazo, pero para una máquina 9 unidades de corriente y 8 unidades de corriente son casi lo mismo. Basta una pequeña oscilación del voltaje para leer un 9 como un 8. Encendido y apagado están tan lejos que las oscilaciones normales no importan. Para una computadora, que tiene que ser rápida y precisa, esa seguridad era lo más importante.
Los diez niveles se confunden con sus vecinos; los dos niveles se distinguen de un vistazo.
Si pones interruptores en fila, obtienes un número
Un interruptor solo puede mostrar dos cosas: 0 o 1. Pero si colocas varios en fila y das un valor a cada posición, todo cambia. La posición de la derecha vale 1, y cada paso hacia la izquierda duplica el valor: 2, 4, 8, etcétera.
El valor de cada posición se duplica de derecha a izquierda.
Ahora te toca a ti. Toca cualquiera de los 8 interruptores de abajo y arriba aparecerá la suma de los valores encendidos. Esa suma es el número que lee la computadora. Tu primera misión es formar el 13.
Suma los valores encendidos y el número de arriba cambia. 13 = 8 + 4 + 1.
Contar desde el 0
En el sistema decimal, después del 9 pasas a la siguiente posición y llegas al 10. El binario también pasa a la siguiente posición cuando una se llena. La única diferencia es que lo hace justo después del 1. Pulsa reproducir y verás los bits parpadear mientras la cuenta sube de uno en uno.
El bit de la derecha cambia en cada paso; el de al lado, cada dos pasos.
Cuando captas la regla, resulta natural que con 0 y 1 se pueda contar tan alto como quieras. Nuestro sistema decimal funciona exactamente igual. La única diferencia es si cada posición guarda diez dígitos, del 0 al 9, o solo dos, el 0 y el 1.
¿Y las letras y las imágenes?
Demos un paso más. Si la computadora solo maneja números, ¿cómo muestra letras? La respuesta es sorprendentemente sencilla: hay una tabla acordada que asigna un número a cada letra. La A es el 65, la B es el 66, y así sucesivamente.
Elige una letra abajo. Su número se convierte enseguida en 0 y 1, y unas casillas pequeñas se encienden y se apagan para mostrarlo. Con las imágenes pasa lo mismo: si escribes el color de cada punto como un número, al final todo se vuelve 0 y 1.
La pantalla que miras cada día está hecha así. Cada uno de sus innumerables puntos guarda su color como un número, y ese número se guarda a su vez como 0 y 1. Texto, fotos o video: si los abres por dentro, encuentras la misma secuencia de 0 y 1. No están hechos de materiales distintos; son cosas distintas moldeadas con el mismo material.
Elige una letra y su número se convierte en 0 y 1.
Cada interruptor extra lo duplica
Esta es la parte más sorprendente. Cada interruptor que añades duplica la cantidad de combinaciones posibles. Con 1 hay 2, con 2 hay 4. Parece poca cosa, pero mueve el control deslizante de abajo hasta el final y verás.
Al añadir bits, la cantidad de cubos encendidos se duplica. También puedes arrastrar para girarlo.
Con solo 8 bits ya hay 256 combinaciones. Con 16 hay más de 60 000. Duplicar una y otra vez lleva enseguida a cifras enormes. Ese es el secreto de que unos interruptores tan simples puedan contener tanto mundo. Unidades como giga y tera no son más que formas de contar cuántos de estos interruptores se han reunido.