Artículo «Sociedad Digital – Tecnologías Digitales»   Por: Rina Familia, docente de la Escuela de Ingeniería en Tecnologías de la Información y la Comunicación (TIC)

Sociedad Digital – Tecnología Digitales

La industria de las computadoras/comunicaciones está sufriendo uno de los cambios más intensos y drásticos de su corta historia.
Uyless Black

Poco a poco nuestra sociedad se va convirtiendo en una Sociedad Digital.   Tal parece que si a una máquina o dispositivo no se le añade ese adjetivo, pierde su característica de modernidad; pero para bien nuestro, cuando se digitaliza cualquier máquina o dispositivo, ésta o éste se hace más exacto, ergonómico y cómodo de usar.

 La Sociedad Digital se sustenta en las tecnologías digitales, y éstas a su vez, en la Lógica Digital.   Dentro del campo de la Electrónica, la Lógica Digital es relativamente reciente, pues mientras los tubos al vacío y los primitivos dispositivos electrónicos como diodos y transistores se remontan a principios del siglo XX, los conceptos de Lógica Digital no se desarrollaron como técnica independiente hasta finales de 1940, cuando se consigue construir el primer computador electrónico verdaderamente operacional.

 Al principio, los avances de esta rama fueron muy lentos debido a que sus componentes básicos eran construidos en base a tubos al vacío que debido a su gran volumen, aunado a la complejidad y altos precios de los circuitos anexos a los mismos, resultaban prohibitivos cuando se requería una cantidad considerable de compuertas basadas en los mismos.

Esto condujo a una actividad de investigación intensiva que culminó en la sustitución de estos tubos al vacío por el Transistor en 1950.   Los transistores redujeron grandemente el tamaño de los sistemas basados en los mismos, aunque el precio continuó siendo muy alto.

El mayor impulso a la Electrónica Digital, sustento fundamental de la Lógica Digital, lo trajo la creación del primer Circuito Integrado (CI) en 1960.   Estos circuitos, con un tamaño inferior a un cuadrado de 3 mm de lado, al producirse en grandes cantidades redujeron grandemente el precio y el tamaño de los sistemas construidos en base a  éstos.

A pesar de ello, tuvo que esperarse hasta 1975, cuando la unidad de procesamiento de un equipo computacional pudo construirse en base a los CI, lo que se conoce hoy como un Microprocesador (mP), sustento de una de las industrias más dinámicas del siglo XXI:   la Computación Personal.

 Un microprocesador es el cerebro de todo equipo de computación y/o comunicación, que organiza el flujo de datos hacia fuera y hacia adentro del sistema, así como también se encarga del procesamiento de dichos datos.  Este circuito integrado hace las funciones del equivalente a miles (hoy millones) de transistores o fet microscópicos, en un solo encapsulado que contiene una pastilla de silicio que no pasa de un octavo de pulgada cuadrada. El equivalente funcional a los transistores está organizado en la pastilla de silicio formando registros, contadores de programa, decodificadores y contadores de secuencia. Por consiguiente, el mP es el tipo de circuito integrado más complejo que se ha podido encapsular en un chip hasta la fecha. Los microprocesadores más característicos y los cuales han marcado el estado del arte, son la familia 80X86 de la compañía INTEL.

Fundamentos científicos de la Sociedad Digital

 Las tecnologías digitales que son el sostén de una Sociedad Digital, son tecnologías basasas en grandes avances científicos, por consiguiente, son el resultado de las aplicaciones que el conocimiento científico ha producido en diversas disciplinas. Sus orígenes se remontan a disciplinas tales como:  el Álgebra de Boole, la Teoría de la Información, la Física Cuántica y la Física del Estado Sólido, la Teoría de Autómatas y Lenguajes Formales, entre otras.   La Figura 1 muestra las interrelaciones entre los campos científicos que fundamentan el desarrollo de las tecnologías digitales.

 En este punto es importante resaltar que las tecnologías digitales engloban  aplicaciones derivadas de investigaciones y descubrimientos científicos que están un poco alejados de la cotidianidad del ciudadano común; sin embargo, el uso y la difusión de dichas tecnologías a nivel global no tienen similares en otras tecnologías que han aparecido en la evolución de la sociedad humana.

Variables analógicas y digitales

Como vimos anteriormente, en la Sociedad Digital adquieren preeminencia esencial los Sistemas Digitales; un Sistema Digital es un conjunto de elementos diseñados para trabajar con magnitudes digitales.   Dicho sistema está en el lado opuesto de los Sistemas Analógicos, los cuales son diseñados para trabajar con magnitudes analógicas.   Los conceptos de digital y analógico son opuestos, pues mientras el primero se refiere a un objeto o proceso que varía de manera incremental, el segundo se refiere a algo que varía de manera continua, sin sobresaltos.

 Por tanto, una magnitud digital es aquella que varía en intervalos discretos, esto es, varía entre valores que se hallan separados por incrementos fijos.   Esta clase de magnitud puede ser multivaluada, cuando admite diversos valores; y bivaluada o binaria cuando sólo admite dos valores (un máximo y un mínimo). Un ejemplo ilustrativo de estos tipos de magnitudes lo tenemos en los relojes de cuerda y los relojes digitales; en los primeros, las agujas se mueven en un movimento continuo; en los segundos, las agujas se mueven en pequeños saltos, muchas veces imperceptibles para la vista.

A pesar de que la mayoría de las magnitudes físicas de la realidad son de carácter analógico (velocidad, presión, temperatura, iluminación natural, distancia, aceleración, etc.), los ingenieros y técnicos han creado múltiples dispositivos, máquinas y sistemas para controlar dichas variables de manera digital.  Esto se debe a las siguientes ventajas que tiene el manejo de dispositivos, máquinas y sistemas digitales:

• Son más sencillos y económicos que los analógicos, pues manejan pocos valores.
• Son más seguros y precisos.
• La información que generan es más fácil de almacenar.
• Los elementos circuitales que los conforman son más resistentes a las interferencias y a ruidos ambientales.

Pero también tienen ciertas desventajas, como son:

• Incrementan la complejidad de los diseños.
• Son menos intuitivos para el manejo por parte de los humanos.
• Necesitan elementos de traducción o interfases especiales para su manejo.

Electrónica y lógica digitales

Cuando se hace alusión al término ELECTRÓNICA DIGITAL, nos referimos al conjunto de circuitos electrónicos que ejecutan las operaciones requeridas para llevar a cabo decisiones lógicas; en tal sentido, se desea contraponer este término al de ELECTRÓNICA ANALÓGICA, base de sistemas tales como los receptores de Televisión y Radio. Asociado al término Lógica Digital está todo el proceso lógico que sirve de base teórica a los computadores, calculadoras, relojes digitales y otros aparatos; así como al circuito electrónico con el cual se materializan dichos aparatos.

Por su parte, los circuitos electrónicos que maneja la Lógica Digital son más sencillos que los dirigidos a trabajar con la Electrónica Analógica, pues los primeros sólo trabajan en base a dos valores, mientras que los últimos tienen un rango amplísimo de valores.

Bibliografía Consultada

• Barry, B. (2001).  Los Microprocesadores Intel. Quinta Edición. México: Prentice Hall.
• Floyd, T. (2012).  Fundamentos de Sistemas Digitales. Séptima Edición. México:  Prentice-Hall.
• Mano, M.  (2003).  Diseño Digital.  Tercera Edición. México:  Pearson Educación.
• McCALLA, T. R. (2004).  Lógica Digital y Diseño de Computadoras.  México:  Megabyte Noriega Editores.

 Datos de la docente

• Fundadora del Instituto Virtual de Programación Avanzada (INVIPROA)
• Directora de Educación a Distancia y Virtual
• Ministerio de Educación Superior, Ciencia y Tecnología (MESCYT)
• Docente de la Escuela de TIC de UNIBE