Teoría y Fundamentos de los Sistemas Numéricos

Guía completa para entender diferentes sistemas numéricos, sus propiedades y aplicaciones en informática

¿Qué son los Sistemas Numéricos?

Un sistema numérico es una forma sistemática de representar números usando símbolos o dígitos. El valor de cada dígito en un número depende de:

  • El dígito en sí
  • Su posición en el número
  • La base del sistema numérico

Concepto Clave: Base (Radix)

La base de un sistema numérico determina cuántos dígitos diferentes están disponibles y el valor de cada posición. Por ejemplo:

  • Base 10 (Decimal): 10 dígitos (0-9)
  • Base 2 (Binario): 2 dígitos (0-1)
  • Base 16 (Hexadecimal): 16 dígitos (0-9, A-F)

Notación Posicional

En notación posicional, el valor de un dígito está determinado por su posición en el número. Cada posición representa una potencia de la base.

Fórmula General

dₙdₙ₋₁...d₂d₁d₀ = dₙ×bⁿ + dₙ₋₁×bⁿ⁻¹ + ... + d₂×b² + d₁×b¹ + d₀×b⁰

Donde:

  • dᵢ = digit at position i
  • b = base of the number system
  • i = position (0 for rightmost digit)
Ejemplo Decimal: 325₁₀

3×10² + 2×10¹ + 5×10⁰ = 300 + 20 + 5 = 325

Ejemplo Binario: 1011₂

1×2³ + 0×2² + 1×2¹ + 1×2⁰ = 8 + 0 + 2 + 1 = 11

Sistema Decimal (Base 10)

Propiedades

  • Base: 10
  • Dígitos: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
  • Valores de Posición: ..., 1000, 100, 10, 1

Uso

  • Conteo diario y matemáticas
  • Cálculos financieros
  • Mediciones científicas

Sistema Binario (Base 2)

Propiedades

  • Base: 2
  • Dígitos: 0, 1
  • Valores de Posición: ..., 16, 8, 4, 2, 1

Uso

  • Electrónica digital y computadoras
  • Álgebra booleana
  • Almacenamiento y procesamiento de datos

Conceptos Clave del Binario

Bit

Un solo dígito binario (0 o 1)

Byte

8 bits (puede representar 256 valores)

Word

Grupo de bits procesados juntos (16, 32 o 64 bits)

Sistema Hexadecimal (Base 16)

Propiedades

  • Base: 16
  • Dígitos: 0-9, A-F
  • Valores de Posición: ..., 4096, 256, 16, 1

Uso

  • Programación de computadoras
  • Direcciones de memoria
  • Códigos de color en diseño web
  • Depuración y programación de bajo nivel

Dígitos Hexadecimales

Hex Decimal Binario Hex Decimal Binario
000000881000
110001991001
220010A101010
330011B111011
440100C121100
550101D131101
660110E141110
770111F151111

Sistema Octal (Base 8)

Propiedades

  • Base: 8
  • Dígitos: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7
  • Valores de Posición: ..., 512, 64, 8, 1

Uso

  • Permisos de archivo Unix
  • Sistemas informáticos históricos
  • Pantallas digitales

Métodos de Conversión

De Cualquier Base a Decimal

Usar notación posicional:

dₙ×bⁿ + dₙ₋₁×bⁿ⁻¹ + ... + d₁×b¹ + d₀×b⁰

De Decimal a Cualquier Base

Usar división repetida:

  1. Dividir el número por la base objetivo
  2. Registrar el resto
  3. Repetir con el cociente hasta 0
  4. Leer los restos en reversa

Binario ⇄ Hexadecimal

Agrupar dígitos binarios en conjuntos de 4:

1101 0111₂ = D7₁₆

Binario ⇄ Octal

Agrupar dígitos binarios en conjuntos de 3:

101 110 011₂ = 563₈

Aplicaciones en el Mundo Real

💻

Arquitectura de Computadoras

El binario es fundamental para las operaciones de la CPU, direccionamiento de memoria y circuitos lógicos digitales.

🎨

Diseño Web

Colores hexadecimales: #RRGGBB donde cada par representa la intensidad de rojo, verde y azul.

🔐

Permisos de Archivo

Unix usa notación octal para permisos de archivo: 755 = rwxr-xr-x

🌐

Redes

Las direcciones IP, máscaras de subred y direcciones MAC a menudo usan representación hexadecimal.

📊

Representación de Datos

Todos los datos en las computadoras se almacenan y procesan en formato binario.

🐞

Depuración

El hexadecimal se usa en volcados de memoria y depuración de bajo nivel para una representación compacta.

🛠️ Herramientas Inteligentes Gratuitas

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