I dag er vores liv ekstremt datamættet: alt, hvad vi ser og hører fra en computer, består af data. I dag, på vej til arbejde, lyttede jeg for eksempel til musik, mens jeg kiggede på mit Twitter-feed og og et billede af min vens kat på Instagram. Alle disse ting – musik, tekst og billeder – er i bund og grund bare serier af et-taller og nuller. På det helt grundlæggende niveau er det det, som al digital information består af.
Så hvordan bliver enere og nuller til musik, beskeder på sociale medier eller billeder af katte? For at begynde at besvare dette spørgsmål vil jeg tage dig med på en kort rundtur i historien og betydningen bag data og digitale medier for at give dig en idé om, hvordan vi er kommet så langt med blot ettere og nuller.
En computers job
Computere blev bygget med det formål at behandle data for at omdanne dem til information. Information er nært beslægtet med data; den væsentligste forskel er, at data er en formaliseret repræsentation af noget, der, når det indgår i en sammenhæng eller analyseres, bliver til information. Data er altså et mere abstrakt begreb end information.
I dette kursus beskæftiger vi os hovedsageligt med, hvordan data repræsenteres af computere, og ikke med, hvordan computere behandler og skaber information. Dette er en vigtig skelnen, da formålet med dette kursus er at hjælpe dig med at forstå de formaliseringer og koder, som computere bruger til at give data liv. I det væsentlige vil du lære at forstå ting fra en computers synsvinkel – ting, som du ser, hører og tager for givet i din hverdag. Denne viden er meget relevant for mange aspekter af datalogiens teori.
En computer er designet til at gøre en række ting med data: + Modtage data + Lagre data + Manipulere data + Præsentere data
Dette sker alt sammen internt i computeren. Så hvordan kan computere modtage, lagre, manipulere og præsentere data blot ved hjælp af elektricitet? I vores kursus Hvordan computere fungerer forklarer vi, at computere består af en række afbrydere, der enten kan være tændt eller slukket, og disse tilstande svarer til den binære repræsentation 1 (tændt) og 0 (slukket). Der løber elektrisk strøm gennem kontakterne, og hvis du tilføjer flere kontakter, får du flere ettere og nuller. Her er et eksempel på, hvordan dette fungerer:
Hver 1 (tændt) eller 0 (slukket) tilstand i en enkelt afbryder kaldes en bit, som er det mindste stykke data, en computer kan lagre. Hvis du bruger flere kontakter, får du flere bits; med flere bits kan du repræsentere mere komplekse data som f.eks. musik, tekst og billeder, som jeg talte om tidligere. Milliarder af kontakter passer på et enkelt printkort, og computere giver data liv ved at arbejde med disse bits.
I dette kursus vil vi se på de processer, som computere bruger til at omdanne disse bits til ting, som du kan se og høre. Det første skridt er at forstå, hvordan information omdannes fra et fysisk format til et digitalt format, der kan repræsenteres ved hjælp af bits. Denne konverteringsproces kaldes digitalisering.
Digitalisering
For at forstå digitalisering skal vi se på, hvor meget teknologien har udviklet sig i de sidste 25 år. Multimedieteknologi og internettet har forvandlet os til en digital kultur. Dette er for eksempel teknologi, der var populær for 25 år siden i 1993, sammenlignet med den nuværende teknologi:
I dag produceres og distribueres de fleste former for massemedier, tv, indspillet musik og film digitalt, og de konvergerer nu med internettet og World Wide Web for at skabe det digitale medielandskab, som vi oplever hver dag. Her er et par interessante fakta om digitaliseringen af medierne:
- Næsten al musik, som mennesker nogensinde har optaget, er nu blevet digitaliseret
- I 2011 begyndte Amazon at sælge flere digitale bøger end trykte bøger
- I 1986 blev 99.2% af verdens informationslagringskapacitet var analog; 21 år senere, i 2007, var 94% digital
I billederne ovenfor er eksemplerne på populær teknologi fra 1993 analoge, og eksemplerne fra 2018 er digitale. Vi vil gennemgå forskellene mellem analogt og digitalt mere detaljeret senere. For nu at forklare, hvordan digitaliseringen har udviklet sig fra 1993 til i dag, vil jeg give dig et hurtigt overblik over analog og digital teknologi.
Analog elektronik, ligesom eksemplerne fra 1993, bruger analoge signaler. Du kan forestille dig analoge signaler som svarende til temperaturlinjen på et kviksølvtermometer: linjen ændrer sig løbende for at angive temperaturen.
Lige denne linje på kviksølvtermometeret kan analoge signaler tage et kontinuerligt interval af værdier for at repræsentere data, og dette interval kan visualiseres. Et digitalt termometer viser derimod værdier i diskontinuerlige trin, f.eks. tiendedele af en grad.
Et andet eksempel er gamle tv-apparater: Disse tv-apparater bruger et signal med en kontinuerligt variabel bølge til at repræsentere lyd og billeder.
Da variationerne i disse bølger er så små, kan bølgeformerne blive afbrudt af interferens, hvilket forårsager ting som statisk lyd og snebilleder. For at reducere interferens kan computere konvertere bølgerne til enere og nuller (eller bits) som enkelte datastykker. Ved at bruge bits i stedet for bølgeformer reduceres virkningerne af interferens og resulterer i bedre lyd- og billedkvalitet. Computere repræsenterer derfor medier i numerisk format, og dette har haft en stor og voksende indflydelse på det, vi ser og hører i vores hverdag.
I denne uge vil vi dykke dybere ned i den matematik og de grundlæggende computerprocesser, der ligger til grund for medieberegning og datarepræsentation.
Aktivitet: Hverdagsdata
Nu har du set nogle eksempler på, hvordan data repræsenteres, så tænk på de data, der hver dag bliver levendegjort for dig via din telefon, bærbare eller stationære computer og alle de andre computere omkring dig, som f.eks. digitale skærme på din daglige togtur, dit smart-tv derhjemme eller den digitale radio i din bil.