În zilele noastre, viețile noastre sunt extrem de bogate în date: tot ceea ce vedem și auzim de la un computer este alcătuit din date. De exemplu, astăzi, în drum spre serviciu, ascultam muzică în timp ce mă uitam la feed-ul meu de pe Twitter și și la o fotografie a pisicii prietenului meu de pe Instagram. Toate aceste lucruri – muzică, text și fotografii – sunt, în esență, doar niște serii de unități și zerouri. La un nivel foarte elementar, în asta constau toate informațiile digitale.
Așadar, cum devin unu și zero muzica, mesajele din social media sau imaginile cu pisici? Pentru a începe să răspund la această întrebare, vă voi face un scurt tur al istoriei și al semnificației din spatele datelor și al mediilor digitale pentru a vă da o idee despre cum am ajuns până aici cu simplii unu și zero.
Slujba unui computer
Computerele au fost construite cu scopul de a procesa date pentru a le transforma în informații. Informația este strâns legată de date; principala diferență este că datele sunt o reprezentare formalizată a ceva care, atunci când i se dă un context sau când este analizată, devine informație. Așadar, datele sunt un termen mai abstract decât informația.
În acest curs suntem preocupați în principal de modul în care datele sunt reprezentate de calculatoare, și nu de modul în care calculatoarele procesează și creează informații. Aceasta este o distincție importantă, deoarece scopul acestui curs este de a vă ajuta să înțelegeți formalizările și codurile pe care le folosesc calculatoarele pentru a da viață datelor. În esență, veți învăța să înțelegeți lucrurile din punctul de vedere al unui computer – lucruri pe care le vedeți, le auziți și pe care le considerați de la sine în viața de zi cu zi. Aceste cunoștințe sunt foarte relevante pentru multe aspecte ale teoriei informaticii.
Un calculator este conceput pentru a face o serie de lucruri cu datele: + Primește date + Stochează date + Manipulează date + Prezintă date
Toate acestea se întâmplă în interiorul calculatorului. Așadar, cum primesc, stochează, manipulează și prezintă datele calculatoarele doar prin utilizarea electricității? În cursul nostru „Cum funcționează calculatoarele” explicăm că acestea sunt alcătuite dintr-un număr de întrerupătoare care pot fi fie pornite, fie oprite, iar aceste stări corespund reprezentării binare 1 (pornit) și 0 (oprit). Prin întrerupătoare trece curent electric, iar dacă adăugați mai multe întrerupătoare, veți obține mai mulți unu și mai multe zerouri. Iată un exemplu de funcționare:
Fiecare stare 1 (pornit) sau 0 (oprit) dintr-un singur comutator se numește bit, care este cea mai mică bucată de date pe care o poate stoca un computer. Dacă folosiți mai multe comutatoare, obțineți mai mulți biți; cu mai mulți biți puteți reprezenta date mai complexe, cum ar fi muzica, textul și imaginea despre care am vorbit mai devreme. Miliarde de comutatoare încap pe o singură placă de circuite, iar computerele dau viață datelor lucrând cu acești biți.
În timpul acestui curs, vom examina procesele pe care le folosesc computerele pentru a transforma acești biți în lucruri pe care le puteți vedea și auzi. Primul pas este să înțelegem modul în care informația este convertită dintr-un format fizic într-unul digital care poate fi reprezentat prin biți. Acest proces de conversie se numește digitizare.
Digitizare
Pentru a înțelege digitizarea, să ne uităm la cât de mult s-a dezvoltat tehnologia în ultimii 25 de ani. Tehnologia multimedia și internetul ne-au transformat într-o cultură digitală. De exemplu, aceasta este tehnologia care era populară în urmă cu 25 de ani, în 1993, în comparație cu tehnologia actuală:
Astăzi, majoritatea formelor de mass-media, televiziune, muzică înregistrată și film sunt produse și distribuite digital, iar acestea converg acum cu internetul și World Wide Web pentru a crea peisajul media digital pe care îl experimentăm în fiecare zi. Iată câteva date interesante despre digitalizarea mass-media:
- Practic toată muzica înregistrată vreodată de oameni a fost acum digitalizată
- În 2011, Amazon a început să vândă mai multe cărți digitale decât cărți tipărite
- În 1986, 99.2% din capacitatea de stocare a informațiilor din lume era analogică; 21 de ani mai târziu, în 2007, 94% era digitală
În imaginile de mai sus, exemplele de tehnologie populară din 1993 sunt analogice, iar exemplele din 2018 sunt digitale. Vom analiza mai în detaliu diferențele dintre analogic și digital mai târziu. Deocamdată, pentru a explica modul în care digitalizarea a progresat din 1993 până în prezent, vă voi oferi o scurtă prezentare generală a tehnologiei analogice și digitale.
Electronicele analogice, ca și exemplele din 1993, utilizează semnale analogice. Vă puteți imagina semnalele analogice ca fiind similare cu linia de temperatură de pe un termometru cu mercur: linia se schimbă continuu pentru a indica temperatura.
Ca această linie a termometrului cu mercur, semnalele analogice pot lua o gamă continuă de valori pentru a reprezenta date, iar această gamă poate fi vizualizată. Pe de altă parte, un termometru digital arată valorile în pași discontinui, de exemplu zecimi de grad.
Vechile televizoare de difuzare servesc ca un alt exemplu: aceste televizoare folosesc un semnal cu o undă continuu variabilă pentru a reprezenta sunetele și imaginile.
Pentru că variațiile acestor unde sunt atât de mici, formele de undă pot fi întrerupte de interferențe, ceea ce cauzează lucruri precum sunetul static și imaginile de zăpadă. Pentru a reduce interferențele, computerele pot converti undele în unu și zero (sau biți) ca bucăți unice de date. Utilizarea biților în locul formelor de undă reduce efectele interferențelor și are ca rezultat o calitate mai bună a sunetului și a imaginilor. Prin urmare, computerele reprezintă mass-media în format numeric, iar acest lucru a avut un impact mare și din ce în ce mai mare asupra a ceea ce vedem și auzim în viața noastră de zi cu zi.
În această săptămână ne vom scufunda mai adânc în matematica și în procesele de calcul de bază care stau la baza calculului media și a reprezentării datelor.
Activitate: datele din viața de zi cu zi
Acum ați văzut câteva exemple de reprezentare a datelor, gândiți-vă la datele care prind viață pentru dumneavoastră în fiecare zi prin intermediul telefonului dumneavoastră, al laptopului sau al computerului de birou și al tuturor celorlalte computere din jurul dumneavoastră, cum ar fi afișajele digitale din călătoria zilnică cu trenul, televizorul inteligent de acasă sau radioul digital din mașina dumneavoastră.
.