Arquitectura · Sección 1

Bits, bases y representación de datos

Cómo una máquina representa números, texto e instrucciones mediante bits, y qué límites aparecen al usar una cantidad finita de espacio.

3
lecciones
3
ejercicios resueltos
CONTENIDO ORIGINAL

Avanza en orden. Cada lección está redactada para Palta es Cool, utiliza ejemplos propios y termina con una actividad cuya respuesta puedes desplegar.

ANTES DE EMPEZAR

Ubícate antes de avanzar

01 / PUNTO DE PARTIDA

No necesitas conocimientos previos: empieza relacionando el tema con una situación cotidiana.

02 / META OBSERVABLE

Al terminar deberías poder relacionar Binario y hexadecimal con Enteros con signo y resolver un caso nuevo.

03 / TIEMPO SUGERIDO

Reserva entre 35 y 55 minutos para lectura, ejemplos, tres comprobaciones y cierre.

04 / PREPARA EL LABORATORIO

Las secciones 1–4 se pueden estudiar en papel. Desde RISC-V conviene preparar el simulador Ripes.

Abrir la guía de herramientas →
Diagnóstico rápido: ¿cómo se relacionan Binario y hexadecimal y Enteros con signo?

No necesitas acertar todavía. Escribe una hipótesis de dos líneas y compárala con tu respuesta al finalizar; si puedes corregirla y justificar el cambio, hubo aprendizaje.

Ruta guiada · 3 lecciones

Aprende el tema paso a paso

Comenzarás por el alfabeto del hardware: aprenderás a leer bits, convertir bases y reconocer qué puede representar una palabra de tamaño limitado.

Al terminar podrás
  • Binario y hexadecimal son dos formas de mirar los mismos bits
  • El tamaño de palabra define el rango y el desbordamiento
  • Los bits no tienen significado sin una interpretación
01
Lenguaje posicional

Binario y hexadecimal son dos formas de mirar los mismos bits

En un sistema posicional, cada dígito multiplica una potencia de la base. El binario usa 0 y 1; el hexadecimal agrupa cuatro bits por dígito y hace más legibles direcciones, máscaras e instrucciones.

01

De derecha a izquierda, los pesos binarios son 1, 2, 4, 8…

02

Un grupo de cuatro bits va de 0000 a 1111, equivalente a 0–F.

03

Cambiar de base cambia la escritura, no el valor.

Comprueba lo aprendido · 01

¿Por qué 1111₂ se escribe F₁₆ y no 15₁₆?

Mostrar respuesta

Porque cada posición hexadecimal admite un solo símbolo. F representa el valor decimal 15 dentro de esa posición.

02
Enteros finitos

El tamaño de palabra define el rango y el desbordamiento

Con n bits hay 2ⁿ patrones. Sin signo, todos representan valores no negativos. Con complemento a dos, el bit más significativo participa con peso negativo y permite sumar positivos y negativos con el mismo circuito.

01

8 bits sin signo representan 0 a 255.

02

8 bits con signo representan −128 a 127.

03

Un resultado matemático fuera del rango produce desbordamiento.

Comprueba lo aprendido · 02

¿Por qué 130 no cabe como entero con signo de 8 bits?

Mostrar respuesta

Porque el mayor positivo es 127. El patrón resultante se interpretaría como negativo; el problema no es la suma, sino el rango elegido.

03
Datos codificados

Los bits no tienen significado sin una interpretación

El mismo patrón puede ser un número, un carácter, un color o parte de una instrucción. El formato establece tamaño, orden y significado. También conviene distinguir unidades decimales de almacenamiento y unidades binarias.

01

ASCII y Unicode asignan números a caracteres.

02

Una imagen combina valores de color organizados como píxeles.

03

1 KiB son 1024 bytes; 1 kB son 1000 bytes.

Comprueba lo aprendido · 03

¿Cuántos patrones distintos caben en 16 bits?

Mostrar respuesta

2¹⁶ = 65 536 patrones. El rango concreto depende de si se interpretan como enteros sin signo, con signo u otro formato.

Resumen de la sección

Tu recorrido en tres ideas

  1. Binario y hexadecimal son dos formas de mirar los mismos bits
  2. El tamaño de palabra define el rango y el desbordamiento
  3. Los bits no tienen significado sin una interpretación
CIERRE DE LA SECCIÓN

Comprueba que puedes usarlo

Antes de continuar, revisa estos tropiezos frecuentes y resuelve un caso sin copiar los ejemplos.

ERROR 01

Confundir la escritura de un valor con el valor mismo al cambiar de base.

ERROR 02

Ignorar el tamaño y el signo antes de interpretar un patrón de bits.

DESAFÍO INTEGRADOR

Ahora hazlo sin guía

Representa 93 en binario y hexadecimal; luego explica su rango en 8 bits sin signo y qué ocurriría al sumar 200 + 100.

Mostrar pauta de corrección
Una respuesta sólida:
  • Descompone el valor con pesos posicionales.
  • Agrupa correctamente cuatro bits por dígito hexadecimal.
  • Distingue resultado matemático, patrón almacenado y desbordamiento.