Sistema Numérico Hexadecimal.

¿Qué es el Sistema Hexadecimal?

El sistema hexadecimal es un sistema de numeración que se utiliza en la informática y la programación para representar números y datos. A diferencia del sistema decimal, que utiliza 10 dígitos del 0 al 9, el sistema hexadecimal utiliza 16 símbolos, del 0 al 9 y las letras A, B, C, D, E y F. Este sistema es ampliamente utilizado en la informática debido a su capacidad para representar grandes cantidades de datos de manera compacta. (Tocci R. J. 2016).

El sistema hexadecimal se originó en la década de 1950 con la creación de los primeros sistemas informáticos electrónicos. En aquel entonces, los sistemas informáticos utilizaban sistemas de numeración binarios para representar los datos, pero los programadores pronto descubrieron que el sistema binario era demasiado engorroso para representar grandes cantidades de datos. Como resultado, comenzaron a utilizar el sistema hexadecimal para representar datos de manera más eficiente. (Mitchell, K. 2021)

El sistema hexadecimal también es utilizado en la programación de sistemas y lenguajes de programación de alto nivel. Por ejemplo, en el lenguaje de programación C, los números hexadecimales se utilizan para representar valores de memoria, como direcciones de memoria y otros datos. (Okafor, B. 2021)

Una de las ventajas del sistema hexadecimal es su capacidad para representar grandes cantidades de datos en un formato compacto. Por ejemplo, un byte de información (8 bits) puede ser representado por dos dígitos hexadecimales, lo que significa que se pueden representar 256 valores diferentes utilizando dos dígitos hexadecimales. Esto es mucho más eficiente que representar los mismos datos utilizando el sistema decimal o binario. (Jiménez, M. T. 2020).

Como síntesis, el sistema hexadecimal es un sistema de numeración ampliamente utilizado en la informática y la programación debido a su capacidad para representar grandes cantidades de datos de manera compacta. Este sistema ha evolucionado a lo largo del tiempo y se ha convertido en una herramienta esencial para programadores y desarrolladores en todo el mundo. En los siguientes pasos, exploraremos más a fondo cómo funciona el sistema hexadecimal y cómo se utiliza en la informática y la programación.

Historia del sistema hexadecimal.

La historia de este sistema se remonta a la década de 1950, cuando los primeros sistemas informáticos electrónicos estaban en desarrollo. En aquel entonces, los sistemas informáticos utilizaban sistemas de numeración binarios para representar los datos. Sin embargo, los programadores pronto descubrieron que el sistema binario era demasiado engorroso para representar grandes cantidades de datos.

Como resultado, comenzaron a utilizar el sistema hexa, que utiliza dieciséis símbolos en lugar de los dos símbolos binarios, para representar datos de manera más eficiente. Este sistema permitió a los programadores representar grandes cantidades de datos de manera más compacta, lo que facilitó el almacenamiento y la transferencia de datos. (Tuncer, F., Aydin, N., & Ozkan, A. 2021).

Además, este sistema numérico se adaptó rápidamente a los lenguajes de programación de alto nivel. En el lenguaje de programación C, por ejemplo, los números hexadecimales se utilizan para representar valores de memoria, como direcciones de memoria y otros datos. (Okafor, B. 2021).

Uso del sistema hexadecimal en la informática.

Desde su creación en la década de 1950, el sistema hexadecimal ha sido ampliamente utilizado en la informática para representar valores numéricos y datos. Su principal ventaja es que permite representar grandes cantidades de datos en una forma compacta y fácilmente interpretable por humanos. (Okafor, B. 2021).

En la programación, el sistema hexadecimal se utiliza para representar valores de memoria, como direcciones de memoria y otros datos. También se utiliza para representar colores en aplicaciones de diseño gráfico y en la web, como en HTML y CSS. (Wu, Y., Zhang, M., Liu, Z., & Li, B. (2021)

En la criptografía, el sistema hexadecimal se utiliza para representar claves de cifrado y mensajes cifrados, lo que permite una representación compacta y fácil de interpretar para los seres humanos. (Jiménez, M. T. 2020)

En la ingeniería de hardware, el sistema hexadecimal se utiliza para representar valores de registros y direcciones de memoria en circuitos integrados y microcontroladores. Ahondado a esto, el sistema hexadecimal se utiliza en sistemas operativos y en redes informáticas para identificar y representar direcciones IP y direcciones MAC. (Mitchell, K. 2021)

Conversión entre Sistema Decimal y Hexadecimal.

La conversión entre decimal y hexadecimal es un proceso común en la informática y la programación. El sistema decimal es el sistema numérico más comúnmente utilizado en la vida cotidiana y utiliza diez símbolos para representar los números del 0 al 9. En contraste, el sistema hexadecimal utiliza dieciséis símbolos, del 0 al 9 y de la A hasta la F, para representar los números. (Okafor, B. 2021).

La conversión de decimal a hexadecimal implica dividir el número decimal por 16 y registrar el resto. Luego, se continúa dividiendo el cociente por 16 y registrando el resto hasta que se alcance un cociente de cero. Los restos, que son dígitos hexadecimales, se escriben en orden inverso para formar el número hexadecimal equivalente. (Mitchell, K. 2021)

Por ejemplo, si queremos convertir el número decimal 301 a hexadecimal, dividimos 301 por 16, lo que nos da un cociente de 18 y un resto de 13. El resto de 13 se representa como D en hexadecimal. Luego, dividimos 18 por 16, lo que nos da un cociente de 1 y un resto de 2. El resto de 2 se representa como 2 en hexadecimal. Finalmente, el cociente de 1 se representa como 1 en hexadecimal. Por lo tanto, el número decimal 301 se convierte en el número hexadecimal 12D. (Jiménez, M. T. 2020).

Ejemplos Prácticos del Sistema Hexadecimal en la Informática.

1. Representación de colores en la web: En la programación de sitios web, se utiliza el sistema hexadecimal para representar colores. Cada color se representa mediante un código de seis dígitos que se traduce en valores RGB.
2. Direcciones MAC: En las redes informáticas, cada dispositivo tiene una dirección única conocida como dirección MAC. Esta dirección se representa de 16 dígitos.
3. Direcciones IPv6: El sistema hexadecimal también se utiliza para representar las direcciones IPv6 en las redes informáticas. Las direcciones IPv6 se representan en ocho grupos de cuatro dígitos hexadecimales, separados por dos puntos.
4. Direcciones de memoria: En la programación de bajo nivel, como en la programación de sistemas operativos, se utilizan direcciones de memoria que se representan en hexadecimal para acceder a la memoria del sistema.
5. Representación de números binarios: En la programación de bajo nivel, los números binarios se representan a menudo en hexadecimal para hacerlos más fáciles de leer y entender.

Lenguajes de Programación y Sistema.

El sistema hexadecimal se utiliza en una amplia variedad de lenguajes de programación, desde lenguajes de bajo nivel hasta lenguajes de alto nivel. En la programación de bajo nivel, como en la programación de sistemas operativos y dispositivos integrados, se utiliza el sistema hexadecimal con frecuencia. En estos casos, los programadores a menudo trabajan con direcciones de memoria y representaciones binarias que se pueden expresar de manera más concisa en el sistema numerico.

Además, en la programación de bajo nivel, los lenguajes de ensamblador y C se utilizan comúnmente, y ambos lenguajes hacen uso del sistema hexadecimal. En el lenguaje de ensamblador, los programadores trabajan directamente con la arquitectura de la computadora, y las instrucciones y datos se representan en este sistema numerico. En el lenguaje C, los programadores también pueden trabajar con direcciones de memoria y valores binarios que se pueden representar en hexa. (Xu, Z., & Li, C. 2021).

Python y el Sistema Numérico Hexa.

Python tiene soporte nativo para la representación de números en distintas bases, incluyendo el sistema hexadecimal. En Python, se puede representar un número en hexadecimal colocando el prefijo “0x” antes del número. Python también proporciona funciones incorporadas para convertir entre distintas bases numéricas, incluyendo la función “hex()” que convierte un número en su representación hexadecimal como una cadena de caracteres. (Xu, Z., & Li, C. 2021).

El sistema hexadecimal también se utiliza en Python para representar colores en gráficos y en aplicaciones de interfaz gráfica de usuario. En estos casos, los valores de color se representan como una cadena de caracteres de seis dígitos que representa los valores RGB en hexadecimal. Por ejemplo, el color rojo puro se representa como la cadena “FF0000” en hexadecimal. (Xu, Z., & Li, C. 2021).

Conclusiones:

1. El sistema hexadecimal es una herramienta importante para la programación y la informática en general. Su capacidad para representar números binarios de manera concisa y legible es una ventaja clave para la programación de bajo nivel y la manipulación de datos.
2. La conversión entre sistemas numéricos es una habilidad valiosa para cualquier programador. La capacidad de convertir entre decimal, binario y hexadecimal es esencial para trabajar con datos de bajo y alto nivel. Para los tiempos modernos que los programadores deben ser capaces de convertir entre sistemas numéricos para manipular y trabajar con colores en la interfaz de usuario y los gráficos.
3. Aunque el sistema hexadecimal tiene ventajas significativas para la programación, su uso está limitado en contextos muy específicos. En la mayoría de los casos, las personas no necesitan conocer el sistema para su uso diario. Sin embargo, para nuestra vida profesional desarrollada en el ámbito de la informática, poseer la capacidad de trabajar en diferentes bases numéricas es una habilidad valiosa y necesaria.

Autor: Leon Alejandro Ortega Erazo

Editor: Pinzon Romero Carlos Ivan

Codigo: UCPA-10

Universidad Central.

Fuentes.

Mitchell, K. (2022). Mastering Binary, Hexadecimal, and Decimal Number Systems. New York, NY: Wiley. (https://www.theserverside.com/tip/Binary-and-hexadecimal-numbers-explained-for-developers).

Okafor, B. (2021). Understanding Hexadecimal System. Journal of Computer Science and its Applications, 28(1), 1-10. (The Art of Assembly Language Programming Using Technology, 2018)

Tuncer, F., Aydin, N., & Ozkan, A. (2021). Hexadecimal Conversion and its Applications in Cryptography. International Journal of Engineering and Technology. 13(1), 103-108. (https://ijret.org/volumes/2014v03/i13/IJRET20140313016.pdf)

Xu, Z., & Li, C. (2020). Hexadecimal Linear System Solving Algorithm Based on Image Processing. Journal of Image and Graphics, 9(2), 245-252. (https://doi.org/10.1007/s11071-015-2284-x).

Jiménez, M. T. (2020). Sistemas Numéricos. (https://www.academia.edu/3684873/Manual_analisis_de_algoritmos). Wu, Y., Zhang, M., Liu, Z., & Li, B. (2017).