Dades analògiques, dades digitals

Dades. dades, dades, dades. En l’actualitat estem acostumats a sentir i parlar de les dades, però tenim realment clar de què estem parlant quan ho fem?

Les dades són el conjunt d’informació que facilita el coneixement o la formació d’una idea. A nivell informàtic però és més adequat parlar d’una representació de la informació perquè pugui ésser tractada per sistemes informàtics.

Al nostre voltant hi ha un munt de dades, la temperatura ambient, la quantitat de pluja que ha caigut, la música, el so, etc. Totes les dades que produeix la natura, i part de les que produeixen els humans, són dades analògiques. Les dades analògiques es caracteritzen per ser dades contínues. És a dir que la dada pot tenir qualsevol valor, un exemple molt clar de dades analògiques és una gràfica de temperatura. Per a qualsevol moment que agafem podem tenir qualsevol valor, 22.42345432°C, 30.354332°C. De fet el nombre de decimals que tinguem dependrà de la precisió de l’aparell de mesura i no de la dada. Un altre exemple de dades analògiques és el so, quan veiem una gràfica d’una gravació veiem una gràfica contínua que pot agafar qualsevol valor.

Les dades digitals estan creades específicament per a ser tractades amb sistemes informàtics i per tant es comportant de manera diferent. El fet que la representació digital només pugui tenir 1 i 0 fa que les dades s’hagin de representar-se en grups de dígits, on cadascun d’ells pot agafar valor 1 o 0. Mitjançant aquesta agrupació es poden representar tots els valors que volem. Per exemple per representar un 8 en digital pot ser 111, el 5 pot ser 101 i el 58763 pot ser 1110010110001011. 

Per poder representar 4 números (0,1,2,3), necessitarem 2 bits ( 00,01,10,11), 8 números diferents , 3 bits. Amb n bits es poden representar 2n números o valors. Les dades no poden agafar qualsevol valor sinó que tenen aquesta limitació. 

Per exemple per representar una text escrit en català, necessitem representar les lletres en format digital, tenim 26 lletres més la ç i l·l, deixem de banda accents i altres símbols. Tenim doncs un total de 28 símbols als quals caldrà donar un equivalent en digital. Tal com hem vist abans la quantitat de valors que podem representar en digital depèn del nombre de bits que usem. Així amb 5 bits podem representar 16 valors diferents i amb 6 bits podrem representar 32 valors diferents. Donat que necessitem representar 28 valors, haurem de fer servir 6 bits, que ens donaran la possibilitat de tenir els 28 valors que necessitem i quedaran 4 combinacions de bits que no tindran cap valor assignat.

Per motius històrics s’acostumen a usar grups de 8 bits que s’anomenen bytes. Un byte per tant permet representar 256 valors diferents, 2 bytes permetran tenir 65536 valors diferents.

Per tal de poder treballar amb les dades analògiques del món natural, caldrà doncs convertir els seus valors en digitals. Aquesta conversió depèn bàsicament del nombre de bits que fem servir, per exemple si volem registrar les temperatures al llarg de l’any en només 4 bits, això és 16 valors diferents, haurem d’aproximar els valors reals de les temperatures a un d’aquests 16 valors possibles. Podem doncs tenir com a valors possibles, 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30, representats en cadenes de 1 i 0. Per tant si registrem una temperatura de 17,5°C haurem d’aproximar-la a 16 o a 18, doncs no podem representar el valor exacte. D’aquesta manera la representació continua que fem amb les dades analògiques no és possible i tenim una representació discreta, a saltets.

La transformació de dades analògiques a digitals, fa que es pugui perdre qualitat en les mesures si no s’usa un nombre adequat de bits per convertir les dades analògiques. En l’exemple de les temperatures podríem usar 8 bits per els valors digitals i això ens permetria de tenir 256 possibles valors. Tot i que hi hauria d’haver una aproximació en la conversió analògica/digital aquesta no provocaria una distorsió tant gran com quan només hem usat 4 bits. A més nombre de bits aquesta distorsió és més petita i més propera a la dada analògica.

Aquesta distorsió és inevitable, tot i que minimitzable, en la conversió analògica/digital. Aquest argument és el que usen els defensors dels discos de vinil ( analògics ) en contra de la música en CD ( digital ). L’argument és falç, doncs amb el nombre de bits que s’usen en la conversió l’orella humana no es capaç de notar la diferència, a més s’eliminen els sorolls de fregament que tenen els discs de vinil i no tenen els CDs.

Avui en dia amb la digitalització, els sistemes informàtics tracten un munt de dades de molt diversos aspectes i procedències. Cal tenir present que la majoria dels serveis que fem servir en l’actualitat estan controlats per ordinadors i per tant cal usar dades digitals.

Per exemple la telefonia en el seu origen era analògica. El telèfon tenia un micròfon que convertia la veu en un senyal elèctric analògic. Aquest senyal elèctric s’enviava al telèfon receptor pels cables interconnectats ( recordem les pel·lícules on l’operadora connectava els cables ) i allà un altaveu convertia el senyal elèctric un altre cop en so.

Actualment la telefonia és digital, el micròfon converteix el so en un senyal digital i aquest viatja per cables controlats per ordinadors fins al telèfon de destinació on l’altaveu torna a convertir el senyal en so.

Aquest procediment de conversió, enviament, reconversió és el que permet que les xarxes de comunicacions actuals puguin transmetre tota la informació en l’actualitat. A les conferències o videoconferències des de l’ordinador, simplement canviem el telèfon per un ordinador, conversor i reconversor del senyal. Per un dispositiu creat per mesurar la temperatura i enviar les dades a un centre meteorològic, hi ha un termòmetre, un conversor analògic-digital un enviament de les dades digitals per les xarxes i el tractament al centre.

Tot i que estem envoltats de dades, habitualment analògiques, generalment quan parlem de dades ens referim a aquelles que podem processar d’alguna manera i per tant ens estem referint a dades digitals. Aquestes dades digitals són la base de la nostra societat de la informació actual.