¿Por qué los ordenadores trabajan en binario?

No todo el mundo sabe por qué los ordenadores trabajan en binario, así que vamos a repasar su historia.

La humanidad ha tenido casi desde su origen alguna forma de contar más o menos precaria. En un principio, dependiendo de en qué parte del mundo viviera, la gente utilizaba un sistema de contabilidad u otro. Con el tiempo, el sistema decimal terminó por imponerse y universalizarse frente a otros como el hexadecimal por el simple hecho de que resulta más práctico para las personas porque tenemos diez dedos.

Sin embargo, la computación ha vuelto relevante otro sistema de numeración, aunque las personas sigamos utilizando el decimal: el binario (que opera con solo dos cifras, 0 y 1). Mucha gente se pregunta por qué motivo los ordenadores no operan en decimal. Parece incluso más lógico, pues la información debería ocupar así menos espacio (menos cifras), pero existe una razón para el empleo del binario.

Por qué los ordenadores trabajan en binario

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Para entender cómo y por qué se empezó a utilizar el binario en computación, tenemos que remontarnos a los orígenes. En 1854, George Boole desarrolló el binario tal y como lo conocemos hoy, detallando un sistema de lógica conocido como Álgebra de Boole. Esa Álgebra de Boole fue la que utilizó en 1937 Claude Shannon para su tesis, en la que mostraba el primer diseño práctico de un circuito digital.

A partir de esa tesis, Konrad Zuse creó los primeros ordenadores modernos (en tanto y cuánto se basaban en los mismos principios que los actuales), que se impusieron frente a otros diseños precisamente por utilizar el sistema binario, que resultó ser mucho más fiable que cualquier otra propuesta por ser más compatible con el hardware de la época. Estas máquinas utilizaban válvulas de vacío con sistemas de 1 y 0, cifras que variaban según si había o no corriente eléctrica.

Un ordenador actual funciona de la misma manera, con la única (pero muy importante en términos de coste y eficiencia) diferencia de que las válvulas de vacío han sido sustituidas por el transistor.

Para un ordenador digital actual, solo existen dos posibles situaciones para algo: encendido y apagado. De esta forma, la carencia de corriente eléctrica (apagado) corresponde con un 0, y la presencia de corriente (encendido) corresponde con un 1.

A partir de esos unos y ceros se procesa toda la información que aparece en tu ordenador, tu smartphone o cualquier otro dispositivo computacional que uses habitualmente. A su vez, cada uno de esos unos y ceros corresponde a pequeño transistor en los circuitos de tu ordenador.

Pero… ¿no ocupa el binario más espacio?

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Esta es otra de las preguntas que mucha gente se hace sobre el uso del binario en los ordenadores: ¿no sería más eficiente en términos de almacenamiento que los ordenadores trabajaran e pan decimal? Las respuesta corta es que no.

Cada bit de información (8 bits conforman un byte) corresponde a una cifra en binario. Por ello, parece lógico pensar que el sistema decimal sería más eficiente para almacenar más en menos. Sin embargo, en la práctica, 101110 solo ocupa más que 46 (la versión decimal del mismo número) en la pantalla; un número ocupa lo mismo en binario que en decimal porque una cifra decimal implica más información que una binaria .

¿Existen alternativas al sistema binario?

Ahora bien, un ordenador que pueda operar en código decimal (o cualquier otro con más cifras que el binario) sí que supondría una ventaja en términos de procesamiento. Si podemos conseguir un interruptor que pueda valorar 10 posibilidades distintas en lugar de 2, podríamos conseguir mucha mayor capacidad de procesamiento en menor espacio.

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El problema es que, hasta hace muy poco, no teníamos otra forma de hacer trabajar a los ordenadores que con dos opciones. De eso justamente va la computación cuántica: operar con qubits en lugar de bits, capaces de operar con cero, uno o cualquier combinación arbitraria de estos.

En definitiva, los ordenadores trabajan en binario porque, básicamente, pese a que no resulta muy eficiente en lo que a procesamiento se refiere, aún no disponemos de ninguna alternativa funcional al sistema de encendido y apagado.

Gracias a la física cuántica, probablemente algún día demos el salto a otro sistema más complejo, pero, tal y como nos reveló un miembro del equipo de computación cuántica de Google en esta entrevista, los resultados tardarán en llegar a la computación digital; más aún tardarán en llegar al usuario de a pie.