Кіріспе

Ақпараттың дискретті, үздіксіз ұсынылуы. Ақпараттық деректер, ақпарат теориясы мен ақпараттық жүйелерде, әрқайсысы әріптер немесе цифрлар сияқты белгілі бір әліпбиден шектеулі сандардың біреуін ғана қабылдай алатын дискретті символдар тізбегі ретінде ұсынылған ақпарат. Мысалы, мәтіндік құжат – алфавиттік-цифрлық таңбалар тізбегінен тұрады. Қазіргі заманғы ақпараттық жүйелердегі цифрлық деректердің ең көп таралған түрі – екілік деректер, олар әрқайсысы 0 немесе 1 мәнін қабылдайтын екілік цифрлар (биттер) тізбегімен ұсынылады. Цифрлық деректерді нақты сандардың үздіксіз диапазонынан алынған мәнмен ұсынылған аналогты деректермен салыстыруға болады. Аналогты деректер аналогты сигнал арқылы беріледі, ол үздіксіз мәндерді ғана қабылдамайды, сонымен қатар уақыт бойынша үздіксіз өзгеруі мүмкін, уақытқа байланысты үздіксіз нақты функция. Мысалы, дыбыс толқынындағы ауа қысымының өзгеруі. "Цифрлық" сөзі "цифр" және "цифрус" (латын тілінде "саусақ") сөздерімен бір түбірден шыққан, себебі саусақтар көбінесе санауда қолданылады. Математик Джордж Стибиц 1942 жылы Bell Telephone Laboratories компаниясында авиацияға қарсы зениттік артиллерияны бағыттау және оқ атуға арналған құрылғыдан шығатын жылдам электр импульстерін сипаттағанда "цифрлық" сөзін қолданды. Бұл термин ең көп есептеу техникасы мен электроникада қолданылады, әсіресе нақты әлемдегі ақпарат цифрлық аудио және цифрлық фотосуреттердегідей екілік сандық формаға түрлендірілген кезде.

Символдан цифрлық түрлендіру

Символдар (мысалы, әлфа-цифрлық таңбалар) үздіксіз болмағандықтан, символдарды цифрлық түрде бейнелеу, үздіксіз немесе аналогтық ақпаратты цифрлық түрге ауыстырудан гөрі әлдеқайда оңай. Аналогтық-цифрлық түрлендірудегі сынама алу мен кванттаудың орнына, сауалнама және кодтау сияқты техникалар қолданылады. Символ енгізу құрылғысы әдетте, қай коммутатордың (түймешіктің) басылғанын анықтау үшін белгілі бір интервалмен тексерілетін коммутаторлар тобынан тұрады. Егер бір сауалнама аралығында екі түйме басылса немесе бір түйме басылып, босатылып, қайта басылса, деректер жоғалуы мүмкін. Негізгі процессорды артық жүктемеу үшін, мұндай сауалнаманы құрылғыдағы арнайы процессор жүзеге асыруы мүмкін. Жаңа символ енгізілген кезде, құрылғы әдетте CPU-ға оқуға мүмкіндік беру үшін, арнайы форматтағы үзіліс сигналын жібереді. Аз ғана түймешігі бар құрылғыларда (мысалы, джойстиктегі түймелер), әрқайсысының күйі біт ретінде кодталады (әдетте, босатылған үшін 0 және басылған үшін 1) бір сөзде. Бұл, түймелердің комбинациясы маңызды болғанда пайдалы, және кейде пернетақтадағы модификатор түймелерінің (мысалы, Shift және Control) күйін беру үшін қолданылады. Бірақ, бұл бір байт немесе сөздің биттерінің санынан көп түймелерді қолдауға қабілетті емес. Көптеген түймешіктері бар құрылғылар (мысалы, компьютерлік пернетақта), әдетте оларды сканерлеу матрицасында орналастырады, ал жеке түймелер x және y сызықтарының қиылысында орналасқан. Түйме басылғанда, ол тиісті x және y сызықтарын қосады. Сауалнама (осы жағдайда көбінесе сканерлеу деп аталады), әр x сызығын тізбектеп қосу арқылы және қай y сызықтарында сигнал бар екенін анықтау арқылы жүзеге асырылады, осылайша қай түймелер басылғанын білуге болады. Пернетақта процессоры түйме күйін өзгерткенін анықтаса, ол CPU-ға түйме сканерлеу кодын және оның жаңа күйін көрсететін сигнал жібереді. Символ кейін модификатор түймелерінің күйіне және қажетті таңба кодтауына сәйкес кодталады немесе санға айналдырылады. Белгілі бір қолданба үшін, деректерді жоғалтпай, арнайы кодтауды қолдануға болады. Дегенмен, егер "ß" сияқты символ түрлендірілуі керек болса, бірақ ол стандартта болмаса, ASCII сияқты стандартты кодтауды пайдалану қиындық тудыруы мүмкін. 1986 жылы әлемдік технологиялық қуатының 1%-дан аз бөлігі ақпаратты сақтау үшін цифрлық технологиямен қамтамасыз етілсе, 2007 жылы бұл көрсеткіш 94%-қа жетті. 2002 жыл адамзаттың аналогтық форматқа қарағанда цифрлық форматта көбірек ақпаратты сақтай алған жылы деп есептеледі ("цифрлық дәуірдің басталуы").