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Presentación de datos en una computadora: codificación binaria de información

En el mundo físico, cualquier información debe serpresentado de alguna manera. Al leer cualquier artículo (libro, reseña, nota) publicado en Internet o impreso en papel, percibimos texto e imágenes. La imagen que vemos se enfoca en la retina de nuestros ojos, en forma de señales eléctricas que se transmiten al cerebro, que reconoce caracteres familiares y, por lo tanto, recibe información. En qué forma esta información permanece en nuestra memoria, en forma de imágenes, circuitos lógicos u otra cosa, puede depender de las circunstancias de su recepción, el objetivo establecido y la forma específica de comprensión. La tecnología informática es más limitada y funciona con un flujo de ceros y unos (la llamada codificación binaria de información).

Sistema de numeración binaria, subyacente a toda la tecnología informática,fue elegido históricamente. Incluso en la era de la creación de las primeras computadoras de tubo, los ingenieros pensaron en cómo codificar la información para que el precio de todo el dispositivo fuera mínimo. Dado que la lámpara electrónica tiene dos modos de acción: pasa corriente, la bloquea, los dos en el corazón del sistema de cálculo parecían los más racionales. En la transición a los dispositivos semiconductores, esta conclusión podría revisarse, pero los ingenieros siguieron el camino moleteado, preservando la lógica binaria de las computadoras cada vez más sofisticadas. Sin embargo, la física de semiconductores también permite la codificación ternaria de información en una computadora: además de la falta de carga (cero ternario), es posible tener tanto positivo (+1) como negativo (-1), que corresponde a los tres valores posibles de trit: una celda de memoria elemental. Lo mismo puede decirse sobre la corriente eléctrica: dirección directa o inversa o la ausencia de corriente (también tres valores).

La elección del sistema numérico ternario automáticamenteresolvería el problema de codificar números negativos, que en el sistema binario se resuelve introduciendo la llamada inversión teniendo en cuenta el primer bit como signo. Los trucos de esta operación para el sistema binario se han escrito mucho tanto en Internet como en la literatura sobre el lenguaje Assember. En el caso de la lógica ternaria, se podría escribir un número, por ejemplo, de esta manera: "+ 00–0 + 0 + -". Aquí "+" es un registro económico del valor "+1", "-" respectivamente - "-1", pero cero habla por sí mismo. Cuando se traduce al lenguaje humano, tendríamos lo siguiente: + 3 ^ 8 + 0 + 0 - 3 ^ 5 + 0 + 3 ^ 3 + 0 + 3 ^ 1 - 3 ^ 0 = 6561 - 243 + 27 + 3 - 1 = 6347. Las ventajas de la lógica ternaria también serían evidentes cuando se trabaja con una amplia variedad de datos: si se supone que se debe dar una respuesta monosilábica a una determinada pregunta, entonces el bit binario puede llevar una de dos respuestas (sí o no), mientras que los trnarios ya están fuera de tres ("Sí", "no", "no definido"). Los programadores experimentados recuerdan con qué frecuencia es necesario almacenar una respuesta de las tres posibles, por lo que, para un valor indefinido, debe pensar algo, por ejemplo, ingrese un parámetro adicional (binario) en el sistema: si estaba completamente determinado por el momento actual en el tiempo.

La codificación binaria de la información es inconveniente paraTrabajar con imágenes gráficas. El ojo humano percibe tres colores diferentes: azul, verde y rojo, como resultado, cada píxel gráfico está codificado con cuatro bytes, de los cuales tres indican la intensidad de los colores básicos, y el cuarto se considera reserva. Este enfoque obviamente reduce la efectividad de los gráficos por computadora, pero hasta ahora no se ha propuesto nada mejor.

Desde un punto de vista matemático, una computadora ternariadebería ser el más efectivo. Los cálculos estrictos son bastante complicados, pero su resultado se reduce a la siguiente afirmación: la eficiencia de la tecnología informática es mayor, cuanto más cercano es su sistema de números nativo al número e (aproximadamente igual a 2.72). Es fácil ver que el triple está mucho más cerca de 2.72 que los dos. Uno solo puede esperar que algún día los ingenieros responsables de la liberación de la electrónica dirijan su atención al sistema de números ternarios. ¿Quizás este será el gran avance después del cual se creará la inteligencia artificial?

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