Цифровые технологии

Материал из Википедии ? свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Топология цифрового процессора

Цифровы?е техноло?гии ( англ.   Digital technology ) ? технологии , которые основаны на представлении сигналов дискретными полосами [ неизвестный термин ] аналоговых уровней , а не в виде непрерывного спектра .

Все уровни данных технологий, в пределах полосы, представляют собой одинаковое состояние сигнала. Цифровая технология работает, в отличие от аналоговой , с дискретными , а не непрерывными, сигналами. Кроме того, сигналы имеют небольшой набор значений, как правило, два. В реальной жизни системы, особенно учётные системы хранения данных, имеют в своей основе три значения. Обычно это 0, 1, NULL, которые в булевской алгебре имеют значения ≪Ложь≫, ≪Истина≫ и в присутствии NULL ≪отсутствие результата≫ соответственно. Цифровые схемы состоят в основном из логических элементов , таких как AND, OR, NOT и др., а также могут быть связаны между собой счётчиками и триггерами . Цифровые технологии главным образом используются в вычислительной цифровой электронике, прежде всего компьютерах, в различных областях электротехники, таких как игровые автоматы, робототехника, автоматизация, измерительные приборы, радио- и телекоммуникационные устройства и многих других цифровых устройствах.

Примеры цифровой электроники
3-D телевизор Цифровая фотокамера Цифровой плеер

Преимущества

[ править | править код ]
Цифровой сигнал с двумя логическими уровнями, подвергшийся зашумлению при передаче

Одно из преимуществ цифровых схем по сравнению с аналоговыми [1] заключается в том, что, во-первых, сигналы могут быть переданы без искажений. Например, непрерывный звуковой сигнал, передающийся в виде последовательности 1 и 0, может быть восстановлен без ошибок при условии, что уровень шума при передаче был достаточно низким и не мешал идентификации 1 и 0. Час музыки может быть сохранён на компакт-диске с использованием всего лишь около 6 млрд двоичных разрядов.

Цифровыми системами с компьютерным управлением можно управлять с помощью программного обеспечения, добавляя новые функции без замены аппаратных средств. Часто это может быть сделано без участия завода-изготовителя путём простого обновления программного продукта. Подобная функция позволяет быстро адаптироваться к изменяющимся требованиям. Кроме того, возможно применение сложных алгоритмов, которые в аналоговых системах невозможны или же осуществимы, но только с очень высокими расходами.

Хранение информации в цифровых системах проще, чем в аналоговых. Помехоустойчивость цифровых систем позволяет хранить и извлекать данные без повреждения. В аналоговой системе старение и износ может ухудшить записанную информацию. В цифровой же, до тех пор, пока общие помехи не превышают определённого уровня, информация может быть восстановлена совершенно точно.

Недостатки

[ править | править код ]

В некоторых случаях цифровые схемы используют больше энергии, чем аналоговые для выполнения одной и той же задачи, выделяя больше тепла, что повышает сложность схем, например, путём добавления кулера . Это может ограничить их использование в портативных устройствах, питающихся от батареек.

Например, сотовые телефоны часто используют маломощный аналоговый интерфейс для усиления и настройки радио-сигналов от базовой станции. Тем не менее, базовая станция может использовать энергоёмкую, но очень гибкую программно-определяемую радиосистему . Такие базовые станции можно легко перепрограммировать для обработки сигналов, используемых в новых стандартах сотовой связи.

Возможна также потеря информации при преобразовании аналогового сигнала в цифровой. Математически это явление может быть описано как ошибка округления .

В некоторых системах при потере или порче одного фрагмента цифровых данных может полностью измениться смысл больших блоков данных.

При длительном использовании файлов в интернете они могут подвергаться различным искажениям (кадрирование, уменьшение размера, наложение логотипов, переконвертация в другой формат, удаление метаданных ), из-за чего возникает ≪ цифровой износ [2] . Одним из примеров этого процесса является использование фотохостингов . Часто пользователи используют фотохостинги как место хранения фотографий и удаляют оригиналы со своих устройств, из-за чего у них остаются фотографии с ухудшившимися свойствами [3] [4] .

Примечания

[ править | править код ]
  1. Paul Horowitz and Winfield Hill, The Art of Electronics 2nd Ed. Cambridge University Press, Cambridge, 1989 ISBN 0-521-37095-7 page 471
  2. Цифровой износ ? старое явление на новый лад . habr.com. Дата обращения: 26 апреля 2020. Архивировано 27 июня 2020 года.
  3. Mobile-review.com Бирюльки №456. Надежный и безопасный архив в облаках, очередной миф . mobile-review.com. Дата обращения: 26 апреля 2020. Архивировано 21 сентября 2020 года.
  4. Тестирование фотохостингов на цифровой износ (21 шт) . habr.com. Дата обращения: 26 апреля 2020. Архивировано 7 мая 2021 года.

Литература

[ править | править код ]
  • Манфред Шпитцер . Антимозг: цифровые технологии и мозг. ? АСТ, 2015. ? ISBN 978-5-457-51598-7 .