Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Введение
Дискретное, разрывное представление информации.
Discrete, discontinuous representation of information
Цифровые данные, в теории информации и информационных системах, – это информация, представленная в виде последовательности дискретных символов, каждый из которых может принимать одно из конечного числа значений из некоторого алфавита, например, букв или цифр. Примером может служить текстовый документ, состоящий из ряда буквенно-цифровых символов. Наиболее распространенной формой цифровых данных в современных информационных системах являются двоичные данные, которые представляются последовательностью двоичных цифр (битов), каждая из которых может иметь одно из двух значений: 0 или 1. Цифровые данные противопоставляются аналоговым данным, которые представляются значением из непрерывного диапазона вещественных чисел. Аналоговые данные передаются аналоговым сигналом, который не только принимает непрерывные значения, но и может непрерывно изменяться во времени, являясь непрерывной функцией времени, принимающей вещественные значения. Примером может служить изменение давления воздуха в звуковой волне. Слово «цифровой» происходит от того же корня, что и слова «цифра» и латинское «digitus» (палец), поскольку пальцы часто используются для счета. Математик Джордж Стибиц из Bell Telephone Laboratories использовал слово «цифровой» по отношению к быстрым электрическим импульсам, генерируемым устройством, предназначенным для наведения и стрельбы из зенитных орудий в 1942 году. Этот термин наиболее часто используется в вычислительной технике и электронике, особенно там, где информация из реального мира преобразуется в двоичную числовую форму, как, например, в цифровом аудио и цифровой фотографии.
Digital data, in information theory and information systems, is information represented as a string of discrete symbols, each of which can take on one of only a finite number of values from some alphabet, such as letters or digits. An example is a text document, which consists of a string of alphanumeric characters. The most common form of digital data in modern information systems is binary data, which is represented by a string of binary digits (bits) each of which can have one of two values, either 0 or 1. Digital data can be contrasted with analog data, which is represented by a value from a continuous range of real numbers. Analog data is transmitted by an analog signal, which not only takes on continuous values but can vary continuously with time, a continuous real valued function of time. An example is the air pressure variation in a sound wave. The word digital comes from the same source as the words digit and digitus (the Latin word for finger), as fingers are often used for counting. Mathematician George Stibitz of Bell Telephone Laboratories used the word digital in reference to the fast electric pulses emitted by a device designed to aim and fire anti aircraft guns in 1942. The term is most commonly used in computing and electronics, especially where real world information is converted to binary numeric form as in digital audio and digital photography.
Перевод символа в цифровой формат
Поскольку символы (например, буквенно-цифровые) не являются непрерывными, представление символов в цифровом виде значительно проще, чем преобразование непрерывной или аналоговой информации в цифровую форму. Вместо дискретизации и квантования, как при аналого-цифровом преобразовании, используются такие методы, как опрос и кодирование. Устройство ввода символов обычно состоит из группы переключателей, которые регулярно опрашиваются для определения, какие из них находятся в активном состоянии. Данные могут быть потеряны, если в течение одного интервала опроса будут нажаты два переключателя, или если переключатель будет нажат, отпущен и снова нажат. Опрос может выполняться специализированным процессором в устройстве, чтобы не перегружать центральный процессор. Когда введен новый символ, устройство обычно посылает прерывание в специализированном формате, чтобы центральный процессор мог его считать. Для устройств с небольшим количеством переключателей (например, кнопки на джойстике) состояние каждого переключателя может быть закодировано в виде битов (обычно 0 для отпущенного состояния и 1 для нажатого) в одном слове. Это полезно, когда важны комбинации нажатий клавиш, и иногда используется для передачи состояния клавиш-модификаторов (например, Shift и Control). Однако этот подход не масштабируется для поддержки большего количества клавиш, чем количество бит в одном байте или слове. Устройства с большим количеством переключателей (например, компьютерная клавиатура) обычно организуют эти переключатели в виде матрицы сканирования, где отдельные переключатели расположены на пересечениях линий x и y. При нажатии переключателя он соединяет соответствующие линии x и y. Опрос (в этом случае часто называемый сканированием) выполняется путем последовательной активации каждой линии x и определения, на каких линиях y появляется сигнал, тем самым определяя, какие клавиши нажаты. Когда процессор клавиатуры обнаруживает изменение состояния клавиши, он отправляет сигнал центральному процессору, указывающий код сканирования клавиши и ее новое состояние. Затем символ кодируется или преобразуется в числовое значение на основе состояния клавиш-модификаторов и выбранной кодировки символов. Для конкретного приложения можно использовать пользовательскую кодировку без потери данных. Однако использование стандартной кодировки, такой как ASCII, может быть проблематичным, если необходимо преобразовать символ, например «ß», который отсутствует в стандарте. По оценкам, в 1986 году менее 1% мировых технологических возможностей хранения информации было цифровым, а в 2007 году этот показатель уже достиг 94%. 2002 год считается годом, когда человечество впервые смогло хранить больше информации в цифровом, чем в аналоговом формате (начало цифровой эпохи).
Since symbols (for example, alphanumeric characters) are not continuous, representing symbols digitally is rather simpler than conversion of continuous or analog information to digital. Instead of sampling and quantization as in analog to digital conversion, such techniques as polling and encoding are used. A symbol input device usually consists of a group of switches that are polled at regular intervals to see which switches are switched. Data will be lost if, within a single polling interval, two switches are pressed, or a switch is pressed, released, and pressed again. This polling can be done by a specialized processor in the device to prevent burdening the main CPU. When a new symbol has been entered, the device typically sends an interrupt, in a specialized format, so that the CPU can read it. For devices with only a few switches (such as the buttons on a joystick), the status of each can be encoded as bits (usually 0 for released and 1 for pressed) in a single word. This is useful when combinations of key presses are meaningful, and is sometimes used for passing the status of modifier keys on a keyboard (such as shift and control). But it does not scale to support more keys than the number of bits in a single byte or word. Devices with many switches (such as a computer keyboard) usually arrange these switches in a scan matrix, with the individual switches on the intersections of x and y lines. When a switch is pressed, it connects the corresponding x and y lines together. Polling (often called scanning in this case) is done by activating each x line in sequence and detecting which y lines then have a signal, thus which keys are pressed. When the keyboard processor detects that a key has changed state, it sends a signal to the CPU indicating the scan code of the key and its new state. The symbol is then encoded or converted into a number based on the status of modifier keys and the desired character encoding. A custom encoding can be used for a specific application with no loss of data. However, using a standard encoding such as ASCII is problematic if a symbol such as 'ß' needs to be converted but is not in the standard. It is estimated that in the year 1986, less than 1% of the world's technological capacity to store information was digital and in 2007 it was already 94%. The year 2002 is assumed to be the year when humankind was able to store more information in digital than in analog format (the "beginning of the digital age").