งานนำเสนอ หน่วยที่ 1

หน่วยท่ี 1 ความรู้พ้นื ฐานธุรกิจดิจิทลั

• ความหมายของดจิ ิทลั • ดจิ ทิ ลั (digital) อาจสะกดเป็น ดิจิทอล หรือ ดิจิตอล หรือในศพั ทบ์ ญั ญตั ิวา่ เชิงเลข ในทฤษฎีขอ้ มูลหรือระบบ ขอ้ มูล เป็นวธิ ีแทนความหมายของขอ้ มูลหรือชิ้นงานต่าง ๆ ในรูปแบบของตวั เลข โดยเฉพาะเลขฐานสอง ที่ ไม่ต่อเน่ืองกนั ซ่ึงต่างจากระบบแอนะลอ็ กที่ใชค้ ่าตอ่ เน่ืองหรือสญั ญาณแอนะลอ็ กซ่ึงเป็นค่าต่อเน่ือง หรือ แทนความหมายของขอ้ มูลโดยการใชฟ้ ังกช์ นั ที่ตอ่ เน่ือง • ถึงแมว้ า่ การแทนความหมายเป็นดิจิทลั จะไม่ต่อเนื่อง ขอ้ มูลท่ีถูกแปลความหมายน้นั สามารถเป็นไดท้ ้งั ไม่ ต่อเน่ือง (เช่น ตวั เลขหรือตวั หนงั สือ) หรือต่อเน่ือง (เช่น เสียง, ภาพ และการวดั อื่น ๆ)

• คาวา่ ดิจิทลั ท่ีมาจากแหลง่ เดียวกนั กบั คาวา่ digit และ digitus (ภาษาละติน แปลวา่ นิ้ว) เพราะนิ้วมือมกั จะใช้ สาหรับการนบั ท่ีไม่ตอ่ เน่ือง นกั คณิตศาสตร์ จอร์จ CStibitz ของหอ้ งปฏิบตั ิการโทรศพั ทเ์ บลล์ ใชค้ าวา่ ดิจิทลั ในการอา้ งอิงถึงพลั ส์ไฟฟ้าเร็วท่ีปลอ่ ยออกมาจากอุปกรณ์ที่ออกแบบเพ่อื เลง็ และยงิ ปื นต่อตา้ นอากาศยานใน ปี 1942 มนั เป็นที่นิยมใชม้ ากที่สุดในการระบบคานวณและระบบอิเลก็ ทรอนิกส์โดยเฉพาะอยา่ งยง่ิ เม่ือ ขอ้ มูลในโลกแห่งความเป็นจริงจะถูกแปลงเป็นรูปแบบตวั เลขฐานสองเช่นในเสียงออดิโอดิจิทลั และการ ถ่ายภาพดิจิทลั

• สัญลกั ษณ์เพื่อการแปลงดจิ ทิ ลั • เนื่องจากสญั ลกั ษณ์ (เช่น ตวั อกั ษรและตวั เลข) จะไม่ต่อเน่ือง การแทนความหมายสญั ลกั ษณ์ แบบดิจิทลั ค่อนขา้ งง่าย กวา่ การแปลงขอ้ มูลต่อเน่ืองหรือแบบอะนาลอ็ กใหเ้ ป็นดิจิทลั แทนที่จะสุ่มตวั อยา่ งและการเทียบออกมาเป็นปริมาณ (Quantization) เหมือนในการแปลง แอนะลอ็ กมาเป็นดิจิทลั เทคนิค เช่น การ Polling และการเขา้ รหสั ถูกนามาใช้ • อุปกรณ์ป้อนสญั ลกั ษณ์มกั จะประกอบดว้ ยกลุ่มของสวติ ชท์ ่ีถูก poll ในช่วงเวลาปกติ เพอื่ ดูวา่ สวติ ชต์ วั ไหนจะถูกสลบั ขอ้ มูลจะหายไปถา้ ภายในช่วงเวลาการโพลเดียว สวติ ชส์ องตวั ถูกกด หรือสวติ ชต์ วั เดียวถูกกด การโพลน้ีสามารถทา ไดโ้ ดยตวั ประมวลผลพิเศษในเครื่อง เพ่ือป้องกนั ภาระใหก้ บั CPU หลกั เมื่อสญั ลกั ษณ์ใหม่ถูกป้อนเขา้ ไป อปุ กรณ์ท่ี มกั จะส่งสญั ญาณขดั จงั หวะ เพอ่ื แจง้ เตือนในรูปแบบพเิ ศษเฉพาะเพ่ือให้ CPU อ่านมนั



• สาหรับอุปกรณ์ที่มีสวติ ชเ์ พียงไม่ก่ีตวั (เช่น ป่ ุมบนจอยสติก), สถานะของสวิตชแ์ ต่ละตวั สามารถ เขา้ รหสั เป็นบิต (ปกติ 0 สาหรับปล่อยและ 1 สาหรับกด) ในคาเดียว แบบน้ีจะเป็นประโยชนเ์ ม่ือการผสมกนั ของป่ ุมกดมีความหมายและบางคร้ังถูกใชส้ าหรับการผา่ นสถานะของแป้นตวั ปรับบน แป้นพิมพ์ (เช่น ป่ ุม shift และป่ ุม control) แต่มนั กไ็ ม่ไดอ้ อกแบบที่จะสนบั สนุนคียม์ ากกวา่ จานวนบิตในไบตห์ รือคาเดี่ยว ๆ • อุปกรณ์ท่ีมีสวติ ชจ์ านวนมาก (เช่น แป้นพิมพค์ อมพิวเตอร์) มกั จะจดั การสวิตชเ์ หล่าน้ีในแบบเมทริกซ์สแกน, ที่สวติ ชแ์ ต่ละตวั วางอยบู่ นจุดตดั แกน x และแกน y เม่ือสวติ ชถ์ ูกกด มนั จะเช่ือมต่อที่จุดตดั แกน x และแกน y ท่ีสอดคลอ้ งกนั การโพลลิ่ง (มกั เรียกวา่ การสแกนในกรณีน้ี) จะกระทาโดยการ เปิ ดใชง้ านแต่ละสาย x ในแต่ละลาดบั และการตรวจสอบสาย y สายไหนท่ีมีสญั ญาณ และคียไ์ หนท่ีถูกกด เม่ือตวั ประมวลผลของแป้นพิมพต์ รวจพบวา่ มี คียห์ น่ึงมีการเปลี่ยนสถานะ มนั กจ็ ะส่งสญั ญาณไปยงั CPU เพ่ือระบุรหสั สแกนของคียแ์ ละสถานะใหม่ของมนั จากน้นั สญั ลกั ษณ์จะถูกเขา้ รหสั หรือแปลง เป็นตวั เลขที่อยบู่ นพ้ืนฐานของสถานะของคียต์ วั ปรับปรุงและคียก์ ารเขา้ รหสั อกั ขระท่ีตอ้ งการ • การเขา้ รหสั ที่กาหนดเองสามารถนามาใชส้ าหรับการใชง้ านเฉพาะอยา่ งโดยไม่สูญเสียขอ้ มูล อยา่ งไรกต็ ามการใชก้ ารเขา้ รหสั มาตรฐาน เช่น ASCII เป็น ปัญหาถา้ สญั ลกั ษณ์เช่น 'ß' จะตอ้ งมีการแปลงแต่ไม่ไดอ้ ยใู่ นมาตรฐาน • เป็นท่ีคาดวา่ ในปี 1986 นอ้ ยกวา่ 1% ของกาลงั การผลิตเทคโนโลยขี องโลกในการจดั เกบ็ ขอ้ มูลจะเป็นดิจิทลั และ ในปี 2007 มนั เป็นไปแลว้ 94% ปี 2002 ถือวา่ เป็นปี เมื่อมนุษยส์ ามารถท่ีจะเกบ็ ขอ้ มูลเพ่ิมข้ึนในระบบดิจิทลั กวา่ ในรูปแบบแอนะลอ็ ก

• คุณสมบัตขิ องข้อมูลดจิ ทิ ลั • ขอ้ มูลดิจิทลั ท้งั หมดมีคุณสมบตั ิทว่ั ไปท่ีแตกต่างจากวธิ ีการสื่อสารแบบอะนาลอ็ ก ดงั น้ี • การ Synchronization : เนื่องจาก ขอ้ มูลดิจิทลั จะถูกลาเลียงโดยลาดบั ในที่ซ่ึงสัญลกั ษณ์ไดถ้ ูกจดั เรียงไว้ รูปแบบ ดิจิทลั ท้งั หมดมีวธิ ีการบางอยา่ งสาหรับการกาหนดจุดเริ่มตน้ ของลาดบั ในการเขียนหรือพดู ภาษาของมนุษย์ การ Synchronization โดยทว่ั ไปถูกกระทาโดยการหยดุ (เวน้ วรรค), อกั ษรตวั ใหญ่และเคร่ืองหมายวรรคตอน การสื่อสารกบั เคร่ืองจกั รมกั จะใชล้ าดบั การ synchronization พเิ ศษ

• ภาษา : การส่ือสารแบบดิจิทลั ท้งั หมดตอ้ งใชภ้ าษาซ่ึงในบริบทน้ีจะประกอบดว้ ยขอ้ มูลท้งั หมดท่ีผสู้ ่งและ ผรู้ ับของการส่ือสารแบบดิจิทลั ท้งั สองจะตอ้ งมีล่วงหนา้ เพอื่ ใหก้ ารส่ือสาร จะประสบความสาเร็จ ภาษาต่าง ๆ เป็นทว่ั ไปและระบุความหมายของลาดบั ของสญั ลกั ษณ์โดยเฉพาะ และระบุช่วงท่ีค่าต่าง ๆ ที่ไดร้ ับอนุญาต และวธิ ีการตา่ ง ๆ ที่จะใชส้ าหรับการ Synchronization ฯลฯ

• ข้อผดิ พลาด : การรบกวน (เสียง) ในการส่ือสารแบบแอนะลอ็ กโดยทว่ั ไปไดส้ ร้างส่วนเบ่ียงเบน ขนาดเลก็ หรือ ขอ้ ผดิ พลาดบางอยา่ งระหวา่ งการส่ือสารท่ีต้งั ใจกบั ของจริงอยา่ งสม่าเสมอ การรบกวนในการส่ือสารแบบดิจิทลั จะไม่ ใหผ้ ลในขอ้ ผดิ พลาด เวน้ แต่การรบกวนจะมีขนาดใหญ่เสียจนส่งผลใหเ้ กิดการตีความสญั ลกั ษณ์เป็นสญั ลกั ษณ์อื่นที่ ผดิ หรือรบกวนลาดบั ของสญั ลกั ษณ์ ดงั น้นั จึงเป็นเร่ืองปกติที่เป็นไปไดท้ ี่จะมีการส่ือสารดิจิทลั ท้งั หมดท่ีปราศจาก ขอ้ ผดิ พลาด นอกจากน้ี เทคนิค เช่น รหสั ตรวจสอบอาจจะถูกใชใ้ นการตรวจพบขอ้ ผดิ พลาดและประกนั การสื่อสารที่ ปราศจากขอ้ ผดิ พลาดโดยผา่ นการซ้าซอ้ น (องั กฤษ: Redundancy) หรือการส่งซ้า ขอ้ ผดิ พลาดในการสื่อสารแบบดิจิทลั สามารถใชร้ ูปแบบของการทดแทนขอ้ ผดิ พลาด ในท่ีซ่ึงสญั ลกั ษณ์จะถูกแทนท่ีดว้ ยสญั ลกั ษณ์อื่นหรือการแทรก/ลบ ขอ้ ผดิ พลาด ในที่ท่ีสญั ลกั ษณ์ท่ีไม่ถูกตอ้ งพิเศษถูกแทรกลงในหรือลบออกจากขอ้ ความดิจิทลั ขอ้ ผดิ พลาดที่แกไ้ ข ไม่ไดใ้ นการส่ือสารแบบดิจิทลั มีผลกระทบท่ีคาดเดาไม่ไดแ้ ละโดยทวั่ ไปมีขนาดใหญบ่ นเน้ือหาขอ้ มูลในการ ติดต่อส่ือสาร

• การคดั ลอก : เพราะการปรากฏตวั ของเสียงรบกวนเป็นส่ิงท่ีหลีกเลี่ยงไม่ได,้ การทาสาเนาต่อเนื่อง หลายคร้ังในการส่ือสารแบบอะนาลอ็ กจะเป็นไป ไม่ได้ เพราะการทาข้ึนใหม่แต่ละคร้ังจะไปเพ่ิมเสียงรบกวน เพราะการสื่อสารแบบดิจิทลั โดยทว่ั ไปจะไม่มีขอ้ ผดิ พลาด ดงั น้นั สาเนาของสาเนาสามารถ ทาไดเ้ รื่อย ๆ • Granularity : เม่ือค่าอนาลอ็ กที่แปรอยา่ งต่อเน่ืองจะถูกแสดงในรูปแบบดิจิทลั จะมีการตดั สินใจเสมอเก่ียวกบั จานวนของสญั ลกั ษณ์ท่ีจะกาหนดใหก้ บั คา่ น้นั จานวนของสญั ลกั ษณ์จะเป็นตวั กาหนดความแม่นยาหรือความละเอียดของตวั เลขท่ีเกิดข้ึน ความแตกต่างระหวา่ งค่าแอนะลอ็ กที่เกิดข้ึนจริงกบั คา่ ดิจิทลั ที่ถูกแปลงมาไดเ้ ป็นท่ีรู้จกั กนั วา่ เป็นขอ้ ผดิ พลาด Quantization ตวั อยา่ งเช่น:อุณหภูมิท่ีเกิดข้ึนจริงเป็น 23.234456544453 องศา แต่ถา้ มี เพียงตวั เลขสองหลกั (23) ไดถ้ ูกกาหนดใหใ้ ชก้ บั พารามิเตอร์น้ีในการแสดงเป็นดิจิทลั (เช่น เครื่องวดั อุณหภูมิดิจิทลั หรือตารางในรายงานท่ีพมิ พ)์ ขอ้ ผดิ พลาด Quantizing คือ 0.234456544453 คุณสมบตั ิของการสื่อสารแบบดิจิทลั น้ีเป็นที่รู้จกั กนั วา่ เป็น Granularity • บีบอดั ได้ : ตามคาของมิลเลอร์ \"ขอ้ มูลดิจิทลั ท่ีไม่ไดถ้ ูกบีบอดั จะมีขนาดใหญ่มาก และในรูปแบบดิบ ๆ ของมนั จริง ๆ แลว้ จะผลิตสญั ญาณขนาดใหญ่ (ดงั น้นั จึงเป็นเรื่องยากมากข้ึนในการถ่ายโอน) กวา่ ขอ้ มูลอนาลอ็ ก อยา่ งไรกต็ ามขอ้ มูลดิจิทลั จะสามารถถูกบีบอดั ได้ การบีบอดั จะช่วยลดปริมาณของ แบนดว์ ิดธท์ ี่จาเป็นในการส่งขอ้ มูล ขอ้ มูลสามารถบีบอดั แลว้ ถูกส่งไป จากน้นั จะถูกแยกออกที่ปลายทาง วิธีน้ีจะทาใหม้ นั เป็นไปไดใ้ นการส่งขอ้ มูลได้ มากข้ึน และมีผลสาหรับสญั ญาณโทรทศั นด์ ิจิทลั ที่จะนาเสนอบริการไดม้ ากข้ึนในสเปกตรัมของคล่ืนออกอากาศสาหรับช่องโทรทศั น์มากข้ึน

• ระบบดจิ ทิ ลั ประวตั ิศาสตร์ • แมว้ า่ สญั ญาณดิจิทลั ทวั่ ไปมกั จะเก่ียวขอ้ งกบั ระบบเลขฐานสองที่ใชใ้ นอุปกรณ์อิเลก็ ทรอนิกส์ และ คอมพิวเตอร์ที่ทนั สมยั ระบบดิจิทลั จริง ๆ โบราณมากและไม่จาเป็นตอ้ งเป็นเลขฐานสองหรืออิเลก็ ทรอนิกส์ • ข้อความทถ่ี ูกเขยี น (เน่ืองจากชุดอกั ขระท่ีจากดั และการใชส้ ัญลกั ษณ์เป็นตวั ๆ - ตวั อกั ษรในกรณีส่วน ใหญ่)

• ลกู คดิ ที่ถกู สร้างข้ึนในช่วงระหวา่ งปี 1000 ถึงปี 500 ก่อนคริศตกาล มนั ต่อมากลายเป็นรูปแบบของความถ่ีในการคานวณ ปัจจุบนั มนั สามารถถกู ใชเ้ ป็นเคร่ืองคิดเลขพ้ืนฐานดิจิทลั ท่ีทนั สมยั มาก ที่ ใชล้ กู ปัดในแถวที่จะแสดงเป็นตวั เลข ลกู ปัดเพียงแต่มีความหมายในเป็นตวั ๆ ที่มีสถานะข้ึนหรือลงเท่าน้นั ไม่ไดอ้ ยใู่ นสถานะแบบแอนะลอ็ กท่ีอยรู่ ะหวา่ งกลางน้นั • สัญญาณไฟ อาจจะเป็นสญั ญาณดิจิทลั ท่ีไม่ใช่อิเลก็ ทรอนิกส์ที่ง่ายที่สุด ซ่ึงมีเพียงสองสถานะ (เปิ ดและปิ ด) โดยเฉพาะอยา่ งยงิ่ สญั ญาณควนั เป็นหน่ึงในตวั อยา่ งที่เก่าแก่ที่สุดของสญั ญาณดิจิทลั ที่ \"ตวั ขนส่ง\" แอนะลอ็ ก (ควนั ไฟ) จะถูกมอดูเลทดว้ ยผา้ ห่มเพื่อสร้างสญั ญาณดิจิทลั ที่บ่งบอกถึงขอ้ มูล • รหัสมอร์ส ใชส้ ถานะหกตวั เลข ไดแ้ ก่ จุด, ประ, ช่องวา่ งระหวา่ งตวั อกั ษร (ระหวา่ งแต่ละจุดหรือเสน้ ประ) ช่องวา่ งส้นั (ระหวา่ งแต่ละตวั อกั ษร) ช่องวา่ งขนาดกลาง (ระหวา่ งคา) และช่องวา่ งยาว (ระหวา่ งประโยค) ในการส่งขอ้ ความผา่ นทางความหลากหลายของตวั ขนส่งท่ีมีศกั ยภาพ เช่น ไฟฟ้าหรือแสง ตวั อยา่ งเช่น การใชโ้ ทรเลขไฟฟ้า หรือไฟกะพริบ • ระบบอกั ษรเบรลล์ เป็นรูปแบบเลขฐานสองคร้ังแรกสาหรับการเขา้ รหสั อกั ขระ โดยการใชร้ หสั หกบิตแสดงผลเป็นรูปแบบของจุด • ธงสัญญาณ ใชแ้ ท่งหรือธงท่ีจดั ข้ึนในตาแหน่งเฉพาะต่าง ๆ ในการส่งขอ้ ความไปยงั ผรู้ ับท่ีเฝ้าดูพวกมนั อยหู่ ่างออกไป • ธงสัญญาณการเดนิ เรือระหว่างประเทศ ที่มีเครื่องหมายท่ีโดดเด่นที่แสดงถึงตวั อกั ษรต่าง ๆ ของตวั อกั ษร ท่ีจะอนุญาตใหเ้ รือท้งั หลายสามารถส่งขอ้ ความไปมาหากนั • ท่ีถูกคิดคน้ ข้ึนเร็ว ๆ น้ี คือ โมเดม็ ใชม้ อดูเลทสญั ญาณ\"ตวั ขนส่ง\"แอนะลอ็ ก (เช่นเสียง) เพื่อเขา้ รหสั ขอ้ มูลดิจิทลั ไฟฟ้าไบนารีใหเ้ ป็นเป็นชุดของพลั ส์เสียงดิจิทลั ไบนารี version ของแนวคิดเดียวกนั ที่ น่าเช่ือถืออยา่ งน่าประหลาดใจในรุ่นก่อนหนา้ น้ีเลก็ นอ้ ย คือ การรวบเขา้ ดว้ ยกนั ของลาดบั \"สญั ญาณ\" ดิจิทลั ออดิโอ และ\"ไม่มีสญั ญาณ \"ขอ้ มูล (เช่น \"เสียง\" และ \"เงียบ\") บนเทป แม่เหลก็ สาหรับใช้ กบั เครื่องคอมพิวเตอร์ที่บา้ นยคุ ตน้