La digitalització

Un disc dur emmagatzema informació en codi binari. By SPBer – Own work, CC BY-SA 2.5, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1918925

La tecnologia d’emmagatzemament i transmissió de la informació es fonamenta en la digitalització. El terme digital es refereix a quantitats discretes, expressables per nombres enters, com ara la quantitat de persones en una sala o la quantitat de cotxes en una zona d’estacionament. El terme analògic es refereix a les magnituds o valors que varien amb el temps en forma contínua, com la distància i la temperatura. No obstant això, les magnituds del món real són, en general, analògiques. Per exemple, la velocitat d’un cotxe, la intensitat del so, la temperatura, la pressió o el cabal d’un líquid. Per tant, la informació d’entrada dels sistemes digitals és analògica en la majoria dels casos. Els sistemes digitals han de ser capaços de: convertir el senyal analògic en digital, processar el senyal digital i convertir en analògic el senyal processat.

Els ordinadors estan formats per dispositius que només es poden trobar en dos estats: tensió alta o baixa, deixen passar un corrent elèctric o no el deixen passar, etc. Els dos estats possibles es representen per mitjà de dos nombres; el 0 i l’1; per tant, és digital. En la vida quotidiana es poden trobar molts dispositius del tipus anterior. Per exemple, una pereta pot estar encesa o apagada, un interruptor deixa passar un corrent elèctric o no el deixa passar, una clau de pas pot deixar passar un cabal d’aigua o no, etc. El sistema de numeració que utilitzem habitualment s’anomena decimal perquè es basa en deu símbols o nombres: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 i 9. El sistema de numeració que només utilitza dos símbols, el 0 i l’1, es denomina binari. En aquest sistema de numeració, les xifres (el 0 i l’1) es denominen bits (abreviatura per a binary digit). Per exemple, el número 110010 està format per 6 bits. Si s’utilitza un conjunt de 2 bits, es poden formar quatre números: 00, 01, 10 i 11, és a dir, 2² = 4 números. Si s’agafen tres bits, els números resultants serien huit: 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111, és a dir 2³ = 8 números. Si es té un conjunt de 8 bits, anomenat byte, es podran formar 2⁸ = 256 números. En els ordinadors, les dades s’emmagatzemen i es manipulen en grups de 8 bits (bytes). Les dades són de dos tipus: numèriques i alfanumèriques, com les lletres, els signes de puntuació o les funcions de control (retorn de carro, espai, etc.) que apareixen en els teclats dels ordinadors. El codi ASCII (American Estandard Code for Information Interchange) assigna a cadascuna d’aquestes dades un byte. Per exemple, la seqüència dels quatre bytes següents 01001000 01001111 01001100 01000001 correspon a HOLA. Els ordinadors realitzen operacions amb les dades d’acord amb les instruccions contingudes en un programa.

Per a obtenir la digitalització del so, en primer lloc el senyal acústic es transforma en elèctric analògic per mitjà d’un micròfon. A continuació es converteixen les amplituds del senyal analògic (números) en bytes, és a dir, un arxiu digital de so, que es pot emmagatzemar en un ordinador. Després els altaveus tornen a transformar l’arxiu digital en sons analògics.

Per a digitalitzar una imatge es divideix en petits quadrats o rectangles, anomenats píxel (abreviatura de picture element). A cada un d’ells se li assigna un valor tonal expressat en el sistema de numeració binari. Com que les imatges poden estar representades en blanc i negre, en escala de grisos o en color, el valor tonal es refereix a aquestes característiques. Si la imatge és en blanc i negre, a cada píxel se li assigna un 1 o un 0. El primer nombre correspon al blanc i el segon al negre. Quan les imatges són en color, el color de cada píxel s’obté calculant la proporció de cada un dels tres colors primaris (roig, verd i blau), la mescla dels quals donaria lloc al color considerat. A mesura que augmenta el nombre de píxels d’una imatge, augmenta la seua resolució, és a dir, la capacitat d’apreciar els detalls menuts que hi apareixen. La resolució d’una imatge s’expressa com el nombre de píxels per polzada (ppi) que hi ha. Si una fotografia té unes dimensions de 5 polzades x 8 polzades i s’escaneja a 300 ppi, el nombre de píxels que contindria seria 1.500 x 2.400 atès que 5 polzades x 300 ppi = 1.500 píxels i 8 polzades x 300 ppi = 2.400 píxels. Per a calcular la grandària en bytes d’una imatge quan es guarda en un ordinador es multipliquen les dimensions de la imatge (llarg x ample) per la profunditat de bits i es divideix per 8. Per exemple, una imatge de 2 x 4 polzades escanejada a 300 ppi i amb una profunditat de bits de 24 tindrà una grandària de 2·4·300·24/8 = 7.200 bytes= 7,2 kB

Aquest article té uns 5.200 caràcters (bytes), però en l’ordinador ocupa uns 14 kB perquè en un document s’emmagatzemem els caràcters i altres característiques como l’interlineat, la grandària de lletra, el tipus de lletra, las sagnies, la justificació dels marges, etc. Però si li afegim una imatge, el document aquest passa a 493 kB, el que fa palés que una imatge conté més informació que 1.000 paraules.

Revista número 499. Febrer 2024.