Digitale e binario, binario e digitale

Chiarire la relatività tra le due parole

Elevazione, sottotitolato "A view of the UK Lift Industry", è una rivista pubblicata da Ish Buckingham. In uno dei suoi numeri passati, David Cooper ha posto un'inchiesta ai lettori in cerca di chiarimenti sulla relazione tra digitale e binario. Cooper ha scritto:

“Mi sono trovato di recente in un dibattito sulla relatività tra le parole binario e digitale. . . . Alla fine sono state concordate tre posizioni da persone diverse che non sono riuscite a raggiungere un consenso. Mi chiedo se potresti chiedere ai tuoi lettori".

Le tre posizioni concordate possibili sono:

• Il binario è digitale; il digitale è binario.
• Il binario è digitale; il digitale include il binario.
• Il binario è digitale; digitale significa binario.

In risposta, è seguito un breve tutorial della dott.ssa Gina Barney in un successivo Elevazione problema su vari sistemi di numerazione, compresi i sistemi esadecimale e decimale. Il mio interesse per l'argomento mi ha spinto a inviare una risposta a Elevazione e l'inchiesta di Cooper, che segue.

L'elettronica digitale è un metodo di trasmissione di segnali in cui vengono trasmessi valori discreti di energia elettromagnetica o fotoelettrica da un luogo all'altro. A frequenze inferiori a quelle dello spettro elettromagnetico ci sono i suoni (la compressione e la rarefazione dell'aria) che possono essere digitalizzati per trasmettere un segnale udibile.

Sebbene i segnali digitali possano assumere diversi valori, in genere vengono utilizzati due stati: "On" o "Off", "Sì" o "No", "1" o "0". I segnali digitali sono generati “slicing” i segnali analogici in bande discrete di tensione, frequenza o altre caratteristiche dell'energia elettromagnetica o fotoelettrica. Ciascun valore o stato sarà rappresentato da una banda di frequenze o da un intervallo di tensioni. Quindi, uno "0" o "No" potrebbe essere rappresentato da qualcosa vicino a 0 V e un "1" o "Sì" da qualcosa vicino a 5 V. Non esiste una regola rigida su quante bande discrete in cui segnale dovrebbe essere diviso. Potrebbero essere tre bande o stati, o anche quattro o cinque. Nel caso in cui vengano utilizzati tre stati distinti, potrebbe essere appropriato un sistema di numerazione terziario.

Alcuni dei primi usi della trasmissione del segnale digitale sono il codice Morse o le lampade di segnalazione. Si potrebbe anche dire che i segnali di fumo usati dai nativi americani erano una forma di segnale digitale. Finora sono stato attento a non usare il termine "comunicazione". Lo scopo del segnale, sia esso tramite elettromagnetico, luce, suono o fumo, è trasmettere generali e quindi comunicare. Per trasmettere informazioni, è necessario applicare un codice o un linguaggio ai segnali digitali.

Samuel Morse ha scelto di utilizzare punti e trattini (suoni brevi e lunghi) in varie combinazioni per rappresentare le varie lettere dell'alfabeto e dei numeri. Lo stesso codice Morse è stato infine applicato alle lampade di segnalazione utilizzate dalle marine per trasmettere informazioni e luci da e verso altre navi.

Quindi, mentre la trasmissione del segnale digitale è in circolazione da molto tempo in una forma o nell'altra, la sua utilità deriva dalla capacità di trasmettere informazioni. Laddove le informazioni vengono trasmesse tramite energia elettromagnetica digitale, si è dimostrato opportuno utilizzare due stati o valori come descritto sopra. Il codice o linguaggio utilizzato per trasformare il segnale in informazione è il codice binario (sistema di numerazione binaria).

Il sistema di numerazione binaria e la logica binaria sono stati sviluppati da George Boole, consentendo la trasmissione di informazioni sofisticate e complesse utilizzando segnali digitali come "1" e "0". Queste informazioni possono essere manipolate per eseguire funzioni matematiche. Nel mondo odierno dei computer e dell'elettronica digitale, le cifre binarie o "bit" vengono trasmesse e raggruppate in gruppi di otto cifre binarie ("1" e "0") chiamate "byte". Questi byte possono rappresentare fino a 256 caratteri diversi (0-255). Zero = 0000 0000 e 255 = 1111 1111. Il valore del byte è determinato dall'uso previsto delle informazioni. Potrebbe rappresentare le varie lettere dell'alfabeto ei simboli come nel set di codici American Standard Code for Information Interchange, o potrebbe semplicemente rappresentare un gruppo di numeri.

L'uso dell'algebra booleana, che è l'algebra dei valori di verità, consente di eseguire tutte le funzioni matematiche (moltiplicazione, divisione, addizione e sottrazione). Il sistema binario è stato utilizzato nei computer sin dai tempi di Charles Babbage e Alan Turing. L'uso del codice binario nei computer moderni ci consente di manipolare questi bit e byte a velocità incredibili.

Date le tre scelte offerte nella domanda iniziale, la risposta migliore è: “Binary è digitale; il digitale include il binario.” Questa è, forse, una semplificazione eccessiva. Preferirei dire: "Il sistema di numerazione binario o logica binaria è a Lingua utilizzato per trasmettere informazioni tramite segnali digitali. Questo stesso tipo di relazione fu espresso una volta da Richard Feynman quando spiegò la relazione tra la fisica e le altre scienze quando sottintendeva che la matematica fosse il linguaggio della fisica. Vale a dire, le leggi fisiche sono espresse come formule matematiche”.

Quando si cerca di spiegare le relazioni alle masse, si dovrebbe usare cautela per non semplificare eccessivamente i termini al punto da poter essere fraintesi da tutti. Confido che quanto sopra risponda alla domanda posta nell'articolo di Cooper.

Ristampato da Elevation.

© 2011, Davis L. Turner