Digitaalisuus

 

'Digitaalinen sanalla viitataan numeroihin, esimerkiksi kellossa ajan ilmaisemiseen kirjoitetuin numeroin (ei osoittimien osoitukseen numerokehällä). Tavallisimmin kuitenkin tarkoitettanee kahteen merkkiin perustuvaa ilmaisujärjestelmää (tietokone, puhelin).

Näille kahdelle merkille voidaan antaa nimet, esimerkiksi 0 ja 1 tai A ja B tai joku muu. Sähkövirtana nämä kaksi merkkiä voidaan esittää esimerkiksi vaihtoehtoina virta kulkee - virta pois, tai vaihtoehtoina 1 voltti - 5 volttia. Olennaista on vuo, joka vaihtelee kahtena vaihtoehtona, esimerkiksi kaapelissa kulkevan valon säätäminen kahdeksi vaihtoehdoksi.

Jos sovimme, että näillä kahdella merkillä kuvataan numerot ja kirjaimet, niin käyttäen kahta merkkiä kahdeksan merkin jonoina (byte), voidaan kahdella merkillä esittää 256 erilaista kirjainta, numeroa tai muuta ilmoitusta. Kahdeksan merkin pätkässä esitetään numero nolla esimerkiksi sarjana 00000000 (8 nollaa) ja ykkönen sarjana 00000001 (7 nollaa ja ykkönen). Palloilla sama voitaisiin kuvata esimerkiksi heittämällä ensin peräjälkeen 8 punaista palloa (numero nolla), jolloin numero yksi voitaisiin kuvata heittämällä peräjälkeen 7 punaista palloa ja sitten yksi toisenvärinen.

Jos kaikkien 256 ilmoituksen tekemiseen käytetään vain meille tavallisia lukuja 0-255, mutta näiden lukujen ilmoittamiseen vain numeroita 0 ja 1 (binääristä järjestelmää), niin esimerkiksi kirjoituksessa olevia sanavälejä merkitsevä luku 32 merkitään 00100000.

Muuttamalla esitys digitaaliseksi se voidaan lähettää alkuperäistä esitystä enemmän tai vähemmän vastavana ja päätepisteessa jälleen muuttaa lähtettyä vastaavaksi kirjoitukseksi, ääneksi, kuvaksi jne. Alkuperäisen esityksen täydellisyys menetetään mutta näin tapahtuu enemmän tai vähemmän muussakin muodossa lähetetylle tai talletetulle.

Digitaalisuus on nykyaikaisen informaatiotekniikan peruskäsitteitä. Sana ”digitaalinen” tarkoittaa numeroin ilmaisevaa, numeroihin perustuvaa tai numeroita vastaavia signaaleja käyttävää^[1].

Digitaalinen aineisto on teknisellä tasolla pohjimmiltaan kokonaislukuina. Useimmiten "alimman" tason esitysmuoto on binäärinen, mutta periaatteessa se on vain yksi mahdollinen digitaalisuuden muoto. Olennaista digitaalisuudessa on muun muan muassa se, että teknisen esitysmuodon "alimmalla" tasolla on vain äärellinen määrä vaihtoehtoja (yleensä vain kaksi, "0" ja "1"). Esitys on siis diskreetti eli epäjatkuva. Tämän ansiosta aineiston voi kopioida ehdottoman tarkasti rajattoman määrän kertoja, kunhan kopiointimenetelmä pitää vaihtoehdot erillään.

Digitaalisen tiedonsiirron ominaisuuksia

• Osa informaatiosta kadotetaan ensin tehtävässä analogia-digitaalimuunnoksessa.
• Signaali vääristyy ja vaimenee, mutta se voidaan regeneroida eli uusia toistimissa.
• Useimmat vääristymät voidaan korjata, koska signaalilla on vain harvoja sallittuja arvoja.

Yleisesti ottaen digitaalinen tiedonsiirto ja -tallennus vaativat analogista monimutkaisemman laitteiston, mikä viivytti aikoinaan niiden käyttöönottoa, poikkeuksena sähkötys. Nykyinen elektroniikan ja mikropiirien kehittyneisyys kuitenkin tekee digitaalisen siirron kannattavaksi.