1970-იან წლებში ყველაზე ფასეული რაც შეიძლება გქონოდათ იყო ციფრული საათი. ანალოგური საათისგან განსხვავებით თქვენ უბრალოდ წაიკითხავდით ციფრებს მისი ციფრული ეკრანიდან. მას შემდეგ ჩვენ ციფრულ ტექნოლოგიებს უფრო შევეჩვიეთ. ახლა უკვე ყველაფერი თითქოსდა ციფრულია, დაწყებული ტელევიზორი და რადიოდან, მუსიკალური ფლეიერები, კამერები, ტელეფონები, და წიგნები. რა არის განსხვავება ანალოგურ (ანალოგ) და ციფრულ ტექნოლოგიას შორის? რომელია უკეთესი? მოდით განვიხილოთ დეტალურად!

რა არის ანალოგური (ანალოგი) ტექნოლოგია?

ადამიანები ციფრულ საგნებს ადვილად აღიქვამენ, ფიქრობენ მათზე როგორც ელექტრონულზე, კომპიუტერიზებულზე და არც ცდილობენ გაიგონ მეტი. რას ნიშნავს ანალოგი? თუ ანალოგური საათი გაქვთ ის გეუბნებათ დროს ხელის პოზიციიდან გამომდინარე. დროის რეპრეზენტაცია ხდება ანუ ანალოგია დროის. თუ რაიმეს გავზომავთ სახაზავით. თითის სიგრძეს თუ გავზომავთ და ავღნიშნავთ ზედაპირზე სახაზავის ესეც ანალოგიაა. სწორედ ამას გულისხმობს ტერმინი ანალოგია.

ანალოგური ინფორმაცია

სანამ კომპიუტერები ტექნოლოგიურ დომინირებას დაიწყებდნენ 20-ე საუკუნეში ყველა საზომი ინსტრუმენტი ანალოგური იყო. წონის მანქანები, სპიდომეტრები, ხმაურის მზომველი მოწყობილობები და სეისმოგრაფები (მიძისძვრის საზომი მანქანები).

რა არის ციფრული ტექნოლოგია?

ციფრული სავსებით განსხვავებულია და სიტყვების, სურათების და ხმის რეპრეზენტაციას პლასტმასის და მაგნიტური კასეტების მაგივრად ახდენს ინფორმაციის კონვერტირებით ციფრებში და მისი ჩვენებით ეკრანზე ან შენახვით.

ციფრული საზომები ბევრ სამეცნიერო ინსტრუმენტებში გამოიყენება, რომლებიც ეკრანზე გიჩვენებთ ზომებს, ანალოგური ისრებისგან განსხვავებით. თერმომეტრი, წნევის საზომი ხელსაწყო,მულტიმეტრი (ვოლტსაზომი) და წონის საზომი სულ რამდენიმე მაგალითია საზომი ხელსაწყოების და მოწყობილობების, რომლებიც პირდაპირ ციფრულ გამოსახულებას. ციფრული ეკრანები უფრო სწრაფია და ადვილად წასაკითხი ანალოგებისგან განსხვავებით და ზოგიერთ შემთხვევაში ზუსტებიც კი.

ციფრული ინფორმაცია დღეს ყოველდღიურ ტექნოლოგიაში გამოიყენება ანალოგური ტექნოლოგიის მაგივრად. ტელეფონები მაგალითად გადასცემენ და იღებენ ზარებს ადამიანის ხმის კონვერტირებით ციფრებში და შემდეგ ამ ციფრების გაგზავნით ერთი ადგილიდან რადიოს ტალღების ფორმით. ასე გამოყენებული ციფრული ტექნოლოგია გვაძლევს უპირატესობას. უფრო ადვილია ინფორმაციის შენახვა ციფრული სახით და ნაკლებ ადგილს იკავებს. ასობით ვინილის დისკეტის მაგივრად MP3 ფლეიერის გამოყენებაა შესაძლებელი და იმავე მოცულობის მუსიკის შენახვა ჯიბეში. ელექტრონული წიგნები ebook წამკითხველებიც მსგავსია: ინახავენ ათასობით წიგნს მცირე მოცულობაში ასობით თაროს გამოყენების მაგივრად. ციფრული ინფორმაცია ძირითადად უფრო დაცულია: სატელეფონო საუბრები იშიფრება გაგზავნამდე, რაც ადვილად ხდება რადგანაც ინფორმაცია ციფრული სახისაა. ასევე ადვილია ცვლილება ციფრული ინფორმაციის. ყველას შეუძლია ციფრული სურათის, ფოტოს კომპიუტერულ გრაფიკულ პროგრამაში შეცვლა, რაც ციფრების მანიპულირებით ხდება და არა სურათის.

რომელია უკეთესი ციფრული თუ ანალოგური?

რადგან ციფრულ ტექნოლოგიას უპირატესობები აქვს არ ნიშნავს, რომ ანალოგურზე უკეთესია. ანალოგური საათი შეიძლება უფრო ზუსტი აღმოჩნდეს თუ შესაბამისად მაღალი სიზუსტის ნაწილებს იყენებს დროის გამოსათვლელად. დღიდან დღემდე ვარიაცია მექანიკურ, ანალოგურ საათებში ერთმანეთს აბათილებს, ხოლო ელექტრონულ საათებში ეწინააღმდეგება. ყველაზე ძვირადღირებული საათები მსოფლიოში ანალოგური ტიპისაა, რადგანაც ხალხი უპირატესობას ვიზუალურად ანიჭებს, მაგრამ მსოფლიოში ყველაზე ზუსტი ატომური საათები დროს ციფრულად აჩვენებენ. საკითხავია ასევე გასტან თუ არა ციფრული ინფორმაცია ანალოგურზე მეტ ხანს. მუზეუმებს კვლავ აქვთ დოკუმენტები ათასობით წლის, მაგრამ არავის აქვს პირველი ელექტრონული ფოსტა ან სატელეფონო საუბარი. ბევრი ადამიანი ფლობს კასეტურ ჩანაწერებს, მაგრამ ტექნოლოგია, ციფრული ივიწყებს ისტორიას მაგალლითად რამდენიმე წლის წინ ფლოპი დისკები გამოიყენებოდა ახლა კი მის წაკითხვას ვერც შეძლებთ თანამედროვე კომპიუტერებზე. მომავალი ციფრულია, მაგრამ ანალოგურ ტექნოლოგიას ყოველთვის ექნება მისი ადგილი!

რა არის სემფლინგი (Sampling)?

ანალოგური ინფორმაციის კონვერტირება ციფრულში ადვილია. როდესაც კომპიუტერზე ხმას იწერთ ან ტელეფონზე საუბრობთ ეს პროცესი ხდება. (ADC) ანალოგიდან ციფრულში კონვერტირება ანუ სემფლინგი (sampling), რაც გულისხმობს რეგულარულ ინტერვალში გაზომვას და მაგალითით ადვილად აიხსნება.

ტელეფონზე ვსაუბრობ. ჩემი ხმა ტალღების ენერგიაა, რომლებიც ჰაერში მოგზაურობენ ჩემი ტელეფონის მიკროფონამდე, რომელიც კონვერტირებას ახდენს ელექტრონულ სიგნალებში. ცვლადი ტალღები ანალოგური ინფორმაციაა და ზედა გრაფას წააგავს დიაგრამაზე.

ტელეფონი გადასცემს ხმას ციფრული ფორმით, ანალოგური ტალღები კონვერტირებას საჭიროებენ ციფრებში. ტელეფონს აქვს ანალოგიდან ციფრული კონვერტერი, რომელიც ზომავს ტალღებს მრავალჯერ წამში და ინახავს ყოველ ზომას ციფრად. როგორც შუა ფიგურაზე ხედავთ თუ ყოველი უჯრა 1 წამია შეგვიძლია ნახაზი 9 ციფრით წარმოვადგინოთ(ერთი ციფრი ყოველი ბარის სიმაღლეზე): 5-7-7-5-1-1-3-3-5. სემფლინგით (გაზომვით) ხმის ტალღის წამში ჩვენ ვაქციეთ ჩვენი ანალოგი ხმის ტალღა ციფრულ ინფორმაციად. შეგვიძლია ამ ციფრების გაგზავნა ჰაერში, როგორც რადიოს ტალღებად სხვა ტელეფონში, რომელიც ამ პროცესს პირიქით გააკეთებს და ციფრებს ისევ ხმის ტალღებად გადააკონვერტებს, რათა გაიგოთ ხმა.

ინფორმაცია, ხმა კონვერტირების პროცესში დაიკარგება, რადგანაც ზომები, რომლებიც მე გავაკეთე ზუსტად ორიგინალი ტალღის ფორმას არ გამოხატავს: მხოლოდ ვარაუდია. რას გავაკეთებთ? კიდევ გავზომავთ ხმის ტალღაც ორჯერ ხშირად. ამ პროცესს გაორმაგებას ქვია სემფლინგის სიხშირე (sampling rate). ახლა კი როგორც ხედავთ ორჯერ მეტი გაზომვაა აღნიშნული სულ ქვედა ნახაზზე და ჩემი ხმის ტალღები წარმოდგენილია 18 ციფრში: 6-7-7-8-8-7-7-5-2-1-1-2-3-3-4-4-4-4. სემფლინგის გაზრდით უფრო ზუსტ ციფრულ ხმას მივიღებთ, მაგრამ ამასთან ერთად მეტი ციფრული ინფორმაციის შექმნით მეტი მეხსიერება დამჭირდება შესანახად.

Sampling rate and bit rate – სემფლინგის სიხშირე და ბიტ რეითი

მუსიკის გადმოწერისას ალბათ დაკვირვებიხართ გთავაზობენ სხვადასხვა ბიტ რეითებს (bit rates). ინფორმაციის რაოდენობა მუსიკის სემფლინგის. რაც მეტია ბიტ რეითი მეტი ინფორმაცია იწერება და ანალოგური ინფორმაციაც უფრო ზუსტია. უკეთესი ხარისხის მუსიკებს მაღალი ბიტ რეითი აქვთ, მაგრამ მეტ ადგილს იკავებენ კომპიუტერზე და ჩამოტვირთვასაც მეტი დრო სჭირდება/ ჩვეულებრივ მუსიკა ციფრულად დისკებიდან MP3 ტრეკებში კონვერტდება სემფლინ რეითით 44.1kHz (წამში 44,000-ჯერ) რატომ ასეთი მაღალი სიხშირე? ტექნიკური მიზეზების გამო, სემფლინგის სიხშირე საჭიროა იყოს ორჯერ მაღალი თქვენი ხმის ტალღის სიხშირეზე, რადგანაც ადმიანის სმენა შეზღუდულია დაახლოებით 20kHz-ზე საჭიროა სემფლინგის სიხშირე მინიმუმ 40kHz. ტიპიური ბიტ რეითი MP3 ტრეკის დაახლოებით 128kbps (128,000 ორობითი ციფრული მონაცემი ან ბიტია წამში), უფრო მაღალი ხარისხის ტრეკები კი 128kbps და 320kbps შორის არიან.

პასუხის დატოვება