Παρουσίαση 4:Ψηφιακός κόσμος

Παρουσίαση 4Ομάδα : Ομάδα 29Μάθημα : Θεωρίες Μάθησης και Διδασκαλίας στην ΠληροφορικήΑφήγηση : Κουταλιάγκα Γεωργία

ΕΙΣΑΓΩΓΗΤι σημαίνει ψηφιακή εποχή;Τι εννοούμε με τον όρο “ψηφιακός”;Πότε μια συσκευή είναι ψηφιακή;Γιατί ο υπολογιστής χαρακτηρίζεται ως ψηφιακή μηχανή;Τι σημαίνει ότι τα δεδομένα μας αποθηκεύονται σε ψηφιακή μορφή;Ποια είναι τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα του ψηφιακού έναντι του αναλογικού;

Ψηφιακό- Αναλογικό

Ψηφιακό είναι ένα σύστημα που παίρνει τιμές από μια ομάδα συγκεκριμένων τιμών.Αναλογικό είναι το σύστημα που παίρνει συνεχόμενες τιμές.

Μια σκαλα μας επιτρέπει να ανέβουμε μόνο σε συγκεκριμένα ύψη σε αντίθεση με μια ανηφόρα.

Ο υπολογιστής ως ψηφιακή μηχανηΟ υπολογιστής αναγνωρίζει 2 διαφορετικές καταστάσεις:Την κατάσταση στην οποία δεν περνάει ρεύμα μέσα σ' ένα καλώδιοΤην κατάσταση στην οποία περνάει ρεύμα μέσα σ' ένα καλώδιο

Ένας υπολογιστής είναι ψηφιακός επειδή μπορεί να χειριστεί συγκεκριμένο αριθμό καταστάσεων (μόνο 2)

Δυαδικό Σύστημα Αρίθμησης

Σύμφωνα με το δυαδικό σύστημα αρίθμησης τα μοναδικά σύμβολα που απαιτούνται για την γραφή όλων των αριθμών είναι μόνο 2: το 0 και το 1.

Δεκαδικό Δυαδικό Δεκαδικό Δυαδικό Δεκαδικό ΔυαδικόΣύστημα Σύστημα Σύστημα Σύστημα Σύστημα Σύστημα

0 0 4 100 8 10001 1 5 101 9 10012 10 6 110 10 10103 11 7 111 11 1011

Η χρήση του δυαδικού συστήματος αρίθμησης διευκόλυνε τους κατασκευαστές υπολογιστών, γιατί τους έδωσε την δυνατότητα να αντιστοιχίσουν:Την απουσία ρεύματος με: 0Την παρουσία ρεύματος με: 1

Ο υπολογιστής χρησιμοποιεί τα δυαδικά ψηφία μπιτς (bit-binary digits) για την παράσταση:ΑριθμώνΧαρακτήρωνΕικόνων ΉχωνΣυμβόλων

Αναπαράσταση των ΣυμβόλωνΓια την αναπαράσταση γραμμάτων και κειμένων χρησιμοποιήθηκε κωδικοποίηση, η οποία αντιστοιχίζει καθένα από αυτά, μ' ένα μοναδικό συνδυασμό των δύο συμβόλων 0 και 1.

Για παράδειγμα η αγγλική λέξη “BOOK” κωδικοποιείται με τα ψηφία 0 και 1 όπως φαίνεται στον παρακάτω πίνακα:

B O O K

01000010 01001111 01001111 01001011

Ποιό είναι, όμως, το πλήθος των 0 και 1 που χρειάζονται ώστε κάθε σύμβολο να το αντιστοιχίσουμε μοναδικά με μια ακολουθία 0 και 1;Στον παρακάτω πίνακα παρουσιάζονται ενδεικτικά οι δυνατοί συνδυασμοί που δημιουργούνται ανάλογα με το πλήθος των ψηφίων 0 και 1 που συνδυάζουμε.

Συνδυασμοί των 0 και 1 Δυνατοί συνδυασμοί

Πλήθος διαφορετικών συμβόλων που μπορούμε

να αντιστοιχίσουμεΑνά δύο 00,01,10,11 22=4Ανά τρία 000,001,010,011,100,101,110,111 23=8

Ανά τέσσερα 0000,0001,0010,...,1110,1111 24=16

Στους υπολογιστές χρησιμοποιείται η κωδικοποίηση ASCII με την οποία κωδικοποιούμε 256 διαφορετικούς χαρακτήρες αντιστοιχίζοντας καθέναν από αυτούς με ένα μοναδικό συνδυασμό 0 και 1 όπως φαίνεται στον παρακάτω πίνακα για τα σύμβολα Α-Ν.

Χωρητικότητα αποθηκευτικών μέσων μνήμηςΚάθε χαρακτήρας στον υπολογιστή μετατρέπεται σε σειρά 8 bits1 Βyte= 8 bits1 KiloByte= 210= 1=1024 Bytes~1000 Bytes1 MegaByte= 210= 1=1024 KiloBytes~1000 KiloBytes1 GigaByte= 210= 1=1024 MegaBytes~1000 MegaBytes1 TeraByte= 210= 1=1024 GigaBytes~1000 GigaBytes

Αναπαράσταση ΕικόνωνΜια εικόνα στον υπολογιστή χωρίζεται σε εικονοστοιχεία (pixels)Σε μια ασπρόμαυρη εικόνα έχουμε λευκά και μαύρα pixelsΑντιστοιχίζουμε τα λευκά pixels με 0 και τα μαύρα με 1 όπως φαίνεται παρακάτω

Τι επιλέγουμε αναλογικό ή ψηφιακό;Οι περισσότερες τιμές στην φύση μεταβάλονται αναλογικά. Παραδείγματα τέοιων τιμών είναι:

Η ώρα κατά την διάρκεια μιας μέραςΗ πίεσηΗ θερμοκρασίαΗ τάσηΗ απόσταση

ΡολόγιαΘερμόμετραΦωτογραφικές μηχανέςΤηλεοράσειςCDs

Με την ανάπτυξη της ψηφιακής τεχνολογίας έχουμε αντικατάσταση αναλογικών συσκευών από ψηφιακές

Πλεονεκτήματα αναλογικής μορφής

Καλύτερη ποιότητα εικόνας

Ευρύ φάσμα συνεχών τιμών

Πλεονεκτήματα ψηφιακής μορφήςΠληροφορία αναλλοίωτη στον χρόνοΒελτιστοποίηση της τεχνικής