หน่วยที่ 5

หนว่ ยท่ี 5

การแทนค่าขอ้ มูล ชนดิ ของขอ้ มูล และสญั ญาณการสอื่ สารขอ้ มูล

5.1 การแทนค่าขอ้ มูลการแทนทขี่ อ้ มูลในคอมพวิ เตอร์ คอมพวิ เตอร์มกี ารทางาน 3 ขนั้ ตอน ได้แก่ การนาเขา้ ขอ้ มูลการประมวลผล และการแสดงผลขอ้ มูล ซง่ึ กระบวนการดงั กลา่ วเป็นกระบวนการนาเสนอสารสนเทศใหม้ นุษยเ์ ขา้ ใจ แต่ความจรงิ แลว้ ทุกสงิ่ ทุกอย่างทนี่ าเสนอ ไม่ว่าจะเป็นตวั เลข ตวั อกั ษร ข้อความ การเวน้ วรรค ภาพ เสยี ง ภาพเคลอ่ื นไหว หรอื คาสงั่ ต่าง ๆ นน้ั เครอ่ื งคอมพวิ เตอร์จะใช้ เกบ็ ประมวลผลในรูปแบบตวั เลขเท่านนั้ และการแสดงผลต่าง ๆ ทเ่ีป็นภาพ ขอ้ ความ หรอื เสยี ง เป็นเพยี งหนง่ึ ในวธิ ีการนาเสนอ โดยใชก้ ลุม่ ขอ้ มูลตวั เลขมาแปลหรอื แสดงผลใหม้ นุษยเ์ ขา้ ใจ 1. การแทนทข่ี อ้ มุลด้วยตวั เลข (Representint Data as Number) เลขฐานสบิ (Decimal) เป็นตวั เลขทมี่ นุษย์ปจั จุบนั ใชใ้ นชวี ติ ประจาวนั ซงึ่ ตวั เลขประกอบด้วยเลข 0, 1, 2, 3, ... จนถงึ เลข 9 แต่การใชต้ วั เลขดงั กลา่ วไมส่ ามารถใชแ้ ทนค่าในคอมพวิ เตอร์ได้ เนอ่ื งจากคอมพวิ เตอร์เป็นอุปกรณ์ดจิ ทิ ลั จงึ ใชเ้ ลขเพยี ง 2 ค่า ได้แก่ เลข 0 และ เลข 1 เท่านน้ั ซง่ึ ระบบเลขน้ี เรยี กว่า เลขฐานสอง (Binary Digit หรอื bit)

1.1.บติ (bit) จะเป็นส่วนทเี่ลก็ ทสี่ ุดและคอมพวิ เตอร์รู้จกั หากเปรยี บเทยี บบติ กบั สวติ ซ์ไฟฟ้ า 1 อนั กจ็ ะมไีด้เพยี ง 2 สถานะได้แก่ การปิดและการเปิดเท่านนั้ ซง่ึ กค็ อื การแทนค่า 0 หรอื 1เรยี กว่า 1 บติ หากเราต้องการค่าทม่ี ากขน้ึ กจ็ ะใชห้ ลายบติ มาเรยี งต่อกนั เช่น 1001 กรณนี เ้ีราเรยี กกนั ว่า 4 บติ ซง่ึ เครอ่ื งคอมพวิ เตอร์จะนากลุม่ ของบติ เหล่านม้ี าแสดงในรูปแบบของขอ้ มูลทม่ี คี วามหมาย1.2. ไบต์ (byte) กลุม่ บติ ทเ่ีรยี งต่อกนั จานวน 8 บติ เรยี กว่า ไบต์ (byte) ซง่ึ กลุม่ บติ ที่เรยี งกนั จานวน 8 บติ สามารถสร้างค่าทแ่ี ตกต่างกนั ไดถ้ งึ 256 ค่า โดยแต่ละบติ จะมเีพยี ง 2 สถานะเท่านน้ั ดงั นนั้ ค่า 00000000 เท่ากบั ค่า 0 ในระบบเลขฐานสบิ และค่า 11111111 เท่ากบั 256 ในระบบเลขฐานสบิ

ระบบจานวน (Number System) เป็นระบบเลขฐานสองซง่ึ คอมพวิ เตอร์เขา้ ใจ แต่เป็นระบบทมี่ นุษย์ไม่คุ้นเคย จงึ เกดิ ความยุ่งยากในการใชง้ าน อกี ทงั้ เลขฐานสองมจี านวนทจ่ี ากดั เพยี ง 2 ค่า 14 ในระบบเลขฐานสบิ จะกาหนดเป็นเลขฐานสอง คอื 1110 ด้วยเหตุนผ้ี ูเ้ขยี นโปรแกรมจงึ นยิ มเปลยี่ นเลขฐานสองเป็นเลขฐานสบิ หกแทน(Hexadecimal : hex) ซงึ่ เลขฐานสบิ หกนม้ี คี ่าทใ่ีช้ 16 ค่า โดยมเีลข 0 จนถงึ เลข 9 ซงึ่ เป็นเลขทค่ี ้นเคยและใชต้ วั อกั ษร A ถงึ F เพมิ่ เตมิ ทาให้เลขฐานสบิ หกสามารถสอ่ื สารกบั ผูเ้ขยี นโปรแกรมได้ง่ายกว่าเลขฐานสองอย่างนอ้ ย 10 ค่าแรกของเลขฐานสบิ หกก็ ใชต้ วั เลขฐานสบิ เช่น 010010110 ในเลขฐานสองจะแทนค่าด้วยเลขฐานสบิ หก คอื 4B2. การแทนทขี่ อ้ มูลด้วยรหสั อกั ขระ (Representing Characters : Character Code) รหสั อกั ขระ (Character Code) เป็นรหสั ทใ่ีชก้ าหนดว่าตวั อกั ขระ (ตวั อกั ษร ตวั เลข และสญั ลกั ษณ์) แต่ละตวั จะแทนด้วยบติ ทเ่ีรยี งกนั โดยจะแปลงอกั ขระทใ่ีชก้ นั อยูใ่ ห้เป็นตวั เลขทางคอมพวิ เตอร์ (เลขฐานสอง) ซง่ึ ได้มกี ารกาหนดมาตราฐานสาหรบั รหสั อกั ขระไว้ดงั น้ี

5.2 ชนดิ ของขอ้ มูลชนดิ ของขอ้ มูลทต่ี ้องการใส่ในเซลลข์ องโปรแกรม Microsoft Excel1. ขอ้ มูลประเภทขอ้ ความ (Text) หมายถงึ ขอ้ มูลทไี่ม่นามาคานวณ อาจเป็นตวั อกั ษร ตวั เลข เครอ่ื งหมาย การใส่ขอ้ มูลทม่ี ีความยาวมากกว่าความกว้างของเซลลข์ อ้ ความนนั้ จะถูกแสดงต่อไปในเซลลท์ อี่ ยู่ทางขวามอื ตราบใดทเ่ีซลลท์ างขวามอื นน้ั ยงั ไมม่ ีขอ้ มูล ขอ้ มูลชนดิ นจ้ี ะถูกจดั ใหอ้ ยู่ชดิ ซ้ายของเซลลเ์ สมอ2. ขอ้ มูลประเภทตวั เลข (Numeric) ขอ้ มูลทนี่ ามาคานวณได้ ขอ้ มูลจะอยูช่ ดิ ขวา และไมส่ ามารถแสดงผลเกนิ ความกว้างของเซลลไ์ ด้ ถา้ ความกว้างของเซลลไ์ ม่พอจะปรากฏเครอ่ื งหมาย####### การแก้ไขโดยขยายความกวา้ งของเซลลอ์ อกไป3. ขอ้ มูลประเภทวนั ที่ (Date) หมายถงึ ขอ้ มูลทปี่ ระกอบด้วยวนั ทแ่ี ละเดอื น เดอื นและปี หรอื วนั ที่ เดอื นและปี โดยเดอื นสามารถกาหนดได้ทงั้ แบบตวั เลข หรอื ตวั อกั ษร ขอ้ มูลชนดิ นน้ี าไปคานวณได้4. ขอ้ มูลประเภทเวลา (Time) หมายถงึ ขอ้ มูลทปี่ ระกอบด้วยชว่ั โมงและนาที โดยมเีครอื่ งหมาย : ขอ้ มูลชนดิ นส้ี ามารถนาไปคานวณได้5. ขอ้ มูลประเภทสูตร (Formular) ขอ้ มูลประเภทนค้ี อื สมการคณติ ศาสตร์ จะต้องใชเ้ ครอื่ งหมายเท่ากบั (=) นาหนา้

5.3 ความหมายของสญั ญาณอนาลอ็ กสญั ญาณอนาลอก (Analog Signal) หมายถงึ สญั ญาณขอ้ มูลแบบต่อเนอ่ื ง(Continuouse Data) มขี นาดของสญั ญาณไม่คงที่ มกี ารเปลย่ี นแปลงขนาดของสญั ญาณแบบค่อยเป็นค่อยไป มลี กั ษณะเป็นเสน้ โค้งต่อเนอื่ งกนั ไป โดยการส่งสญั ญาณแบบอนาลอ็ กจะถูกรบกวนใหม้ กี ารแปลความหมายผดิ พลาดได้ง่าย เช่นสญั ญาณเสยี งในสายโทรศพั ท์ เป็นต้น

5.4 ความหมายของสญั ญาณตจิ ติ อลสญั ญาณดจิ ติ อล(Digital Signal) หมายถงึ สญั ญาณทเี่กยี่ วขอ้ งกบั ขอ้ มูลแบบไม่ต่อเนอื่ ง(Discrete Data) ทม่ี ขี นาดแนน่ อนซง่ึ ขนาดดงั กลา่ วอาจกระโดดไปมาระหว่างค่าสองค่า คอื สญั ญาณระดบั สูงสุดและสญั ญาณระดบั ต่าสุด ซงึ่ สญั ญาณดจิ ติ อลนเ้ีป็นสญั ญาณทคี่ อมพวิ เตอร์ใชใ้ นการทางานและตดิ ต่อสอ่ื สารกนั เป็นค่าของเลขลงตวั โดยปกตมิ กัแทนด้วย ระดบั แรงดนั ทแ่ี สดงสถานะเป็น \"0\" และ \"1\" หรอื อาจจะมหี ลายสถานะ ซงึ่ จะกลา่ วถงึ ในเรอื่ งระบบสอื่ สารดจิ ติ อล มคี ่าทตี่ งั้ ไว้ (threshold) เป็นค่าบอกสถานะ ถา้ สูงเกนิ ค่าทตี่ ง้ั ไว้สถานะเป็น \"1\" ถา้ ต่ากว่าค่าทตี่ งั้ ไว้ สถานะเป็น \"0\" ซง่ึ มขี อ้ ดใีนการท่าใหเ้ กดิความผดิ พลาดนอ้ ยลง

1.จงบอกความแตกต่างระหว่างขอ้ มูลและสญั ญาณ ?ตอบ ความสาคญั ของชน้ั สอื่ สารฟิสคิ ลั คอื การเคลอ่ื นยา้ ยขอ้ มูลทอ่ี ยูใ่ นรูปแบบของ สญั ญาณผา่ นสอ่ื กลางขอ้ มูล คอื สง่ิ ทม่ี คี วามหมายในตวั โดยขอ้ มูลทวั่ ไปทใ่ีชง้ านในระบบ คอมพวิ เตอร์ จะเป็นขอ้ มูลชนดิ ตวั เลข ตวั อกั ษร ภาพนง่ิ รวมถงึภาพเคลอื่ นไหวต่าง ในการส่งขอ้ มูลจากจุดหนง่ึ ไปยงั อกี จุดหนง่ึ ผา่ นทางสายสอ่ื สารหรอื คลนื่ วทิ ยุ ขอ้ มูลทต่ี ้องการส่งจะต้องได้รบั การแปลงใหอ้ ยู่ในรูปแบบของสญั ญาณทเ่ีหมาะสมกบั ระบบการสอ่ื สารนนั้ ๆ ก่อนสญั ญาณ คอื ปรมิ าณใดๆ ทส่ี ามารถเปลยี่ นแปลงและสมั พนั ธ์ไปกบั เวลา โดย สญั ญาณทใ่ีชใ้ นระบบสอื่ สาร คอื กระแสไฟฟ้ า หรอื คลน่ืแมเ่ หลก็ ไฟฟ้ า เช่น การ สนทนาผา่ นระบบโทรศพั ท์ การสง่ั พมิ พง์ าน การดาวน์โหลดขอ้ มูล เป็นต้น2.จงบอกคุณลกั ษณะสาคญั ของสญั ญาณแอนะลอ็ ก ?ตอบ เป็นสญั ญาณแบบต่อเนอื่ ง มลี กั ษณะเป็นคลน่ื ไซน์ (sine wave) โดยทแ่ี ต่ละคลนื่ จะมคี วามถแี่ ละความเขม้ ของสญั ญาณทตี่ ่างกนัเมอื่ นาสญั ญาณขอ้ มูลเหลา่ นผ้ี า่ นอุปกรณ์รบั สญั ญาณและแปลงสญั ญาณกจ็ ะได้ขอ้ มูลทต่ี ้องการ ตวั อย่างของการส่งขอ้ มูลทมี่ สี ญั ญาณแบบแอนะลอ็ ก คอื การส่งผา่ นระบบโทรศพั ท์สญั ญาณแอนะลอ็ กเป็นสญั ญาณทมี่ กั เกดิ ขน้ึ ในธรรมชาตเิป็นสญั ญาณทมี่ คี วามต่อเนอ่ื ง ไมไ่ ด้มกี ารเปลยี่ นแปลงอย่างรวดเรว็ สญั ญาณแบบน้ีเช่น เสยี งพูด เสยี งดนตรี เป็นต้น

3.จงบอกคุณลกั ษณะสาคญั ของสญั ญาณดจิ ติ อล ?ตอบ เป็นสญั ญาณทมี่ รี ูปแบบไมต่ ่อเนอ่ื ง มคี ่าทเ่ีป็นไปได้ในรูปแบบของแรงดนั ไฟฟ้ าทม่ี คี ่า 0 หรอื 1 เท่านน้ัมขี อ้ ดคี อื - เป็นสญั ญาณทท่ี นต่อการรบกวนได้ดกี ว่าสญั ญาณแอนะลอ็ ก แต่ขอ้ เสยี คอื – สามารถส่งบนระยะทางได้ไม่ไกลเมอ่ื เทยี บกบั สญั ญาณแอนะลอ็ ก

4.จงสรุปขอ้ ดแี ละขอ้ เสยี ของสญั ญาณแอนะลอ็ กและสญั ญาณดจิ ติ อล ?ตอบ หวั ขอ้ : ขอ้ ด-ี ขอ้ เสยี ของระบบอนาลอ็ ก และระบบดจิ ติ อล (SD) (SD) (HD)----- ( Noise) -------

ต่อหนา้ 11 11 4-6 1 8-10 6 ( 3, 5, 7, 9, NBT, 1 +42 ) Thaipbs) 48 (6 , HDTV Stereo Surround 5.1 16:9 4:3

5.ส่วนประกอบพน้ื ฐานหลกั ๆ ของสญั ญาณแอนะลอ็ กมอี ะไรบา้ ง จงอธบิ ายตอบ 1. แอมพลจิ ูด (Amplitude)สญั ญาณแอนะลอ็ ก ทมี่ กี ารเคลอ่ื นทใ่ีนลกั ษณะเป็นรูปคลนื่ ขน้ึ ลงสลบั กนั และกา้ วไปตามเวลาแบบสมบูรณ์นนั้ เรยี กว่า คลนื่ ซายน์(Sine Wave) แอมพลจิ ูดจะเป็นค่าทว่ี ดั จากแรงดนั ไฟฟ้ า ซงึ่ อาจเป็นระดบั ของคลน่ื จุดสูงสุด (HighAmplitude) หรอื จุดต่าสุด (Low Amplitude) และแทนด้วยหน่วยวดั เป็นโวลด์ (Volt)2. ความถ่ี (Frequency)ความถ่ี หมายถงึ อตั ราการขน้ึ ลงของคลน่ื ซง่ึ เกดิ ขน้ึ จานวนกรี่ อบใน 1 วนิ าที โดยความถนี่ น้ั จะใชแ้ ทนหน่วยวดั เป็นเฮริ ตซ์(Hertz : Hz)คาบ (Period) เป็นระยะเวลาของสญั ญาณทเ่ีปลย่ี นแปลงไปจนครบรอบ โดยจะมรี ูปแบบซ้าๆ กนั ในทุกช่วงเวลา โดยหน่วยวดัของคาบเวลาจะใชเ้ ป็นวนิ าที และเมอ่ื คลน่ื สญั ญาณทางานครบ 1 รอบ จะเรยี กว่า Cycle3. เฟส (Phase)เฟส เป็นการเปลย่ี นแปลงของสญั ญาณ ซงึ่ จะวดั จากตาแหนง่ องศาของสญั ญาณเมอ่ื เวลาผา่ นไป โดยเฟสสามารถเปลยี่ นแปลงตาแหน่ง (Phase Shift) ในลกั ษณะเลอื่ นไปขา้ งหนา้ หรอื ถอยหลงั กไ็ด้ การเลอื่ นไปขา้ งหนา้ จานวนครงึ่ หนง่ึ ของลูกคลน่ืจะถอื ว่าเฟสเปลย่ี นแปลงไป 180 องศา

6. Bit Interval กบั Bit Rate คอื อะไร ใชก้ บั สญั ญาณอะไร และนามาเทยี บเคยี งกบั หนว่ ยวดั ใดของสญั ญาณแอนะลอ็ ก?ตอบ bit interval หมายถงึ เวลาทตี่ ้องใชใ้ นการส่งขอ้ มูล 1 บติ มหี นว่ ยเป็นวนิ าทีBitrate (บทิ เรท) คอื อะไร Bit บทิ คอื หนว่ ยของสญั ญาณดจิ ติ อล การทจ่ี ะประมวลผลสญั ญาณด้วยความเรว็ เท่าไหร่นนั้ จงึ เรยี กว่า “บทิ เรท” โดยปกตไิฟลว์ ดี โีอจะใชห้ นว่ ยความเรว็ เป็นวนิ าที ยกตวั อยา่ ง เช่น Kbps (Kilobit persecond) หรอื Mbps (Megabit per second) **หมายเหตุ 1 Megabit = 1,000Kilobit7.จงสรุปความหมายของ Bit Rate และ Baud Rate พร้อมกบั ยกตวั อยา่ งประกอบ ?ตอบ bit interval หมายถงึ เวลาทตี่ ้องใชใ้ นการส่งขอ้ มูล 1 บติ มหี นว่ ยเป็นวนิ าทีbit rate หมายถงึ อตั ราการสง่ ขอ้ มูลบติ ขอ้ มูลใน 1 วนิ าทมี หี นว่ ย bps (bits per second) อตั ราการสง่ขอ้ มูลในช่องสอ่ื สาร ขน้ึ อยู่กบั 3 องค์ประกอบคอื- แบนด์วดิ ธ์- ระดบั ของสญั ญาณ- คุณภาพช่องสญั ญาณ (วดั จารระดบั การรบกวน)

8.การมอดูเลต (Modulate) คอื อะไร จงอธบิ าย ?ตอบ การมอดูเลตสญั ญาณ คอื การจะส่งสญั ญาณเสยี งหรอื ขอ้ มูลผา่ นช่องทางการสอื่ สารจาเป็นอย่างยงิ่ ทจี่ ะต้องอาศยั พลงั งานไฟฟ้ าช่วยพาสญั ญาณเหลา่ นน้ั ใหเ้ คลอ่ื นยา้ ยจากทห่ี นง่ึ ไปยงั อกี ทหี่ นง่ึ ขบวนการหรอื ขนั้ ต้อนในการเพม่ิพลงั งานไฟฟ้ าดงั กลา่ วเราเรยี กว่าการมอดูเลต(Modulation) พลงั งานไฟฟ้ าซง่ึ มคี วามถสี่ ูงและคงทรี่ วมทงั้ มีแอมปลจิ ูด(ขนาด) สูงด้วยนน้ั เราเรยี กว่าสญั ญาณคลน่ื พาห์(Signal Carrier) อุปกรณ์สาหรบั มอดูเลตสญั ญาณ(Modulator) จะสร้างสญั ญาณคลน่ื พาห์และรวมเขา้ กบั สญั ญาณขอ้ มูลเพอ่ื ใหส้ ญั ญาณมคี วามแรงพอทจ่ี ะส่งผา่ นสอ่ื กลางไปยงั อกี จุดหนงึ่ ทอ่ี ยูไ่ กลออกไปได้และเมอื่ ถงึ ปลายทางกจ็ ะมอี ุปกรณ์ซง่ึ ทาหนา้ ทแี่ ยกสญั ญาณคลนื่ พาห์ออกใหเ้ หลอื เพยี งสญั ญาณขอ้ มูลเราเรยี กวธิ กี ารแยกสญั ญาณนว้ี ่าการดมี อดูเลต(Demodulation)เรอื่ งการมอดูเลตสญั ญาณเป็นเรอื่ งทสี่ าคญั มากในการสอื่ สารขอ้ มูลการเลอื กวธิ กี ารมอดูเลตและการดมี อดูเลตทเ่ีหมาะสมจะชว่ ยให้ท่านทาการส่งขอ้ มูลขา่ วสารได้อยา่ งมปี ระสทิ ธภิ าพ

9.คุณสมบตั สิ าคญั ของสญั ญาณพาหะ (Carrier Signal) คอื อะไร นาไปใช้ประโยชนอ์ ยา่ งไร ?ตอบ มคี ุณสมบตั พิ เิศษคอื สามารถส่งออกได้ในระยะไกล ๆ และผา่ นตวั กลางได้ และเมอื่ มกี ารนาคลน่ื พาหะมารวมกบั สญั ญาณเสยี ง10.จงอธบิ ายความแตกต่างระหว่างการมอดูเลตทางขนาด(AM)และการมอดูเลตทางความถ่ี (FM)มาพอเขา้ ใจ?ตอบ การมอดูเลตทางแอมปลจิ ูด (AM) สญั ญาณของคลนื่ พาห์จะมคี วามถสี่ ูงกว่าความถขี่ องสญั ญาณขอ้ มูล เพอ่ื ใหส้ ามารถพาสญั ญาณขอ้ มูลไปได้ไกล ๆ สญั ญาณ AM ทม่ี อดูเลตแลว้ จะมคี วามถเ่ีท่ากบั ความถขี่ องสญั ญาณคลน่ื พาห์โดยมขี นาดหรอื แอมปลจิ ูดของสญั ญาณเปลยี่ นแปลงไปตามแอมปลจิ ูดของสญั ญาณด้วยขอ้ เสยี ของการมอดูเลตแบบ AM คอื1. แบนด์วดิ ท์ของสญั ญาณ AM เป็นยา่ นความถท่ี ไี่ม่สูง ทาใหม้ สี ญั ญาณรบกวนจากภายนอกเขา้ มาได้งา่ ย2. การส่งสญั ญาณแบบ AM สน้ิ เปลอื งพลงั งานมาก พลงั งานส่วนใหญ่ใชใ้ นการส่งคลนื่ พาห์