Ordenadores de alta velocidad
Tradicionalmente los investigadores han creado modelos hipotéticos para obtener una serie de predicciones sobre el comportamiento del sistema al que éstos se refieren y que más tarde han contrastado con los datos experimentales u observacionales de los que disponían. En el caso de los sistemas complejos, no es en absoluto sencillo llegar a encontrar un modelo suficientemente simplifico para permitir su manejo y que continúe dando razón de los fenómenos que afectan al sistema.
Que, por regla general, resultan de la combinación o multiplicación de una serie de efectos pequeños.
En estos casos, el empleo de los ordenadores permite abordar en la actualidad fenómenos que van desde la difusión de los portadores de carga en el seno de un material semiconductor (de gran importancia para entender muchas de las aplicaciones de la microelectrónica que juega un papel tan vital en la tecnología actual) hasta procesos violentos a gran escala como el choque de dos galaxias (procesos que suponen sucesos en los que participa un número ingente de estrellas, además de grandes cantidades de gas y polvo interestelares).
Por otro lado, cuando se dispone de una capacidad o potencia de cálculo suficiente, este tipo de aplicaciones permiten establecer modelos mucho más complejos de los fenómenos, ya que no obligan a llevar a cabo simplificaciones que, en muchos casos, desvirtúan el propio modelo. A este respecto, el empleo del análisis por síntesis y el incremento dela velocidad de cálculo de los ordenadores han permitido abordar problemas que hasta ahora eran de todo punto inabordables.
Una consideración aparte merece el empleo de los ordenadores en el campo de la medicina, desde la analítica más sencilla hasta sistemas expertos y bancos de datos capaces de almacenar; guardar y recuperarla información de un modo selectivo y que si bien no pueden llegar a sustituir al propio médico, actúan como sistemas de apoyo a su tarea.
Un ejemplo concreto del empleo de este tipo de técnicas, tanto para la recogida como para el tratamiento de la información, lo suponen los procesos de recogida de imágenes por los satélites artificiales que giran entorno a la Tierra. Este tipo de ingenios (dotados de sistemas altamente sofisticados que les permiten registrar imágenes de la superficie terrestre para diversas longitudes de onda del espectro electromagnético [infrarrojo, visible, etc.]) captan imágenes digitalizadas de nuestro planeta que envían a las estaciones de seguimiento situadas en tierra. Las estaciones corrigen esas imágenes, eliminando los posibles errores que se hayan producido durante el proceso de su transmisión (tanto en la emisión como en la recepción).
Finalmente, las imágenes pasan a cintas magnéticas, listas para ser consultadas. El proceso de captación dela imagen por parte del satélite se realiza mediante sensores que barren continuamente la zona por la que pasa el satélite o sobre la que éste está fijo (satélite geoestacionario).
La captación de las imágenes se lleva a cabo mediante varios canales que corresponden a longitudes de onda diferentes. Cada uno de dichos canales puede captar y transmitir hasta 250 niveles diferentes de gris para cada uno de los pixeles que componen la imagen. De este modo, las imágenes que se reciben en tierra están formadas por la composición de las informaciones correspondientes a todos estos canales que, además de corresponder a cada uno de los colores del visible (rojo, verde y azul), también registran longitudes de onda infrarrojas, etc.
El registro de longitudes de onda diferentes a la banda del visible permiten llevar a cabo exploraciones especiales de la Tierra, imposibles de conseguir por simple observación directa. La imagen digitalizada para cada uno de los canales puede introducirse en un ordenador para su posterior tratamiento.
Este procesamiento posterior permite, por ejemplo, realizar arreglos y modificaciones para usos determinados, corregir las distorsiones ocasionadas tanto por el movimiento del propio satélite artificial como por las interferencias que haya podido padecer la transmisión, dosificarla mediante comparación con información dela que ya se dispone, analizar sus características especificas para cada rango de longitudes de onda captado y tratar los diversos pixeles de la imagen deforma interactiva, a fin de obtener secciones concretas del terreno o información pormenorizada de alguno de los accidentes o peculiaridades que éste presenta.
La aplicación de este tipo de técnicas permite llevar a cabo tipos muy diversos de exploraciones de la superficie terrestre y también del mar, en ella se basan los llamados satélites de recursos, así como todas las series de satélites meteorológicos que han permitido, por un lado racionalizar la detección y aprovechamiento de los recursos y, por el otro, mejorar de forma notable las predicciones acerca de la evolución de los fenómenos atmosféricos de gran importancia para la agricultura y para diversos sistemas de transporte.
En lo que respecta a las sondas espaciales enviadas a la exploración de los cuerpos que componen el sistema solar (p. ej., la Voyager 2 en su encuentro con el planeta Urano), los datos correspondientes a la digitalización de las imágenes se sometían a un proceso de compresión a fin de reducir el número de bits que era necesario transmitir a las estaciones terrestres de seguimiento. En este caso cada una de las líneas que forman una imagen constaba de unos 800 pixeles.
A diferencia de lo sucedido en encuentros anteriores de la sonda con otros cuerpos
(Saturno y Júpiter), en este caso se transmitía, en lugar del nivel de brillo correspondiente a cada pixel, la diferencia de dicho nivel con los pixeles adyacentes. De este modo, el bloque de datos que se enviaba a la Tierra constaba de dos números de cinco dígitos encadenados.
Así, para expresar datos que hubiesen necesitado 40 bits, bastaron sólo 10 bits. Esto nos da una idea de la diversidad de técnicas y aplicaciones de los procesos de digitalización y tratamiento de la información científica gracias al empleo de ordenadores.
