อะนาลอกกับดิจิตอล

ภาพแสดงให้เห็นสัญญานอะนาลอก (บน) เทียบกับดิจิตอล(ล่าง)

อะนาลอก

อะนาลอก หมายถึง สัญญาณที่มีความต่อเนื่อง ค่าความสูงต่ำของสัญญาณ เฟส และความถี่ จะแทนความหมายของข้อมูลที่ต้องการ หากเทียบหลอดไฟที่มีแสงสว่างหลอดหนึ่ง การหรี่ไฟให้หรี่ลงจนดับมืด แล้วค่อย ๆ เร่งให้สว่างขึ้นมันจะค่อยๆ สว่าง และค่อย ๆ มืดตามจังหวะการเร่งและการลด สิ่งนี้แหละที่เทียบได้กับ "อะนาลอก" นั่นคือ อะนาลอก หมายถึง สัญญาณที่มีความต่อเนื่อง ค่าความสูงต่ำของสัญญาณ เฟส และความถี่ จะต่อเนื่องกันขึ้น-ลง ตามความแรงความเบา ความมืดความสว่าง ฯลฯ

เมื่อ 30 - 40 ปี ที่แล้วคือยุคทองของคลื่นเสียงอะนาล็อกที่อัดลงไว้ในแผ่นเสียง มาจนช่วงเทปคาสเซ็ตเข้ามา ความนิยมในเครื่องเล่นแผ่นเสียงก็โรยตัวลงในปัจจุบัน คลื่นเสียงอะนาล็อกแล้ว ไม่ว่าจะเป็น เทปคาสเซ็ต หรือแผ่นเสียง ปัจจุบันเสียงแบบอะนาลอกจากแผ่นเสียงยังเป็นอมตะ อมตะคือไม่เคยตาย ไม่เคยหยุดไป มันยังรักษาทางเดินของมันอยู่เล็กๆ เงียบๆ มาตลอด จากที่เคยเดินบนทางสายใหญ่ก็เหลือเป็นทางสายเล็กลงเท่านั้น

วิทยุ AM. MONO คือเพลงแรกที่ฟังได้จากคลื่นเสียงอะนาล็อกระบบวิทยุกระจายเสียง ที่คนฟังได้รับล้วนเป็นคลื่นเสียงอะนาล็อกที่กระจายเสียงด้วยระบบ AM. Mono เครื่องเสียงตามบ้านส่วนใหญ่ก็ยังเป็น วิทยุหลอดที่ใช้ไฟฟ้า หรือวิทยุทรานซิสเตอร์ที่ใช้ถ่านไฟฉายฟังกันจากคลื่นเสียงแบบอะนาลอก

ดิจิตอล

ดิจิตอล-digital ต้องเริ่มด้วยคำโบราณ "ดิจิต" แปลว่า นิ้ว อันสืบเนื่องยาวมาจากยุคโรมันผู้คิดคำนวณเลขด้วยวิธีการนับนิ้ว และเนื่องจากนิ้วมี 10 นิ้ว การนับจึงเรียกว่าเลขฐาน 10 คือนับตั้งแต่ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 เมื่อถึง 0 แล้วจะนับต่อก็ต้องเอาเลขมาเรียงกัน ซึ่งจะได้ 10 11 12 ดิจิตอล หมายถึง สัญญาณที่ไม่ต่อเนื่อง มีค่าความสูงต่ำเพียงสองระดับ จังหวะของความสูงต่ำของสัญญาณ จะแทนความหมายของข้อมูลที่ส่ง เพื่อที่จะให้เข้าใจถึงความแตกต่างลองดูตัวอย่าง การใช้แสงจากหลอดไฟเพื่อส่งสัญญาณดังนี้ ใช้วิธีปิดเปิดไฟ โดยกำหนดจังหวะการปิดเปิด (เหมือนกับรหัสมอส) เราจะเห็นความสว่างเพียงสองระดับคือมืดกับสว่างและไม่มีความต่อเนื่อง แสงจะสว่างขึ้นและดับลงในทันทีเป็นช่วงๆ วิธีการนี้จะเรียกได้ว่าเป็นการส่งสัญญาณแบบดิจิตอล ด้วยวิธีการแบบ ดิจิตอล จะทำให้สัญญาณไม่ผิดเพี้ยนด้วยการเข้ารหัสข้อมูล เพราะมีแต่ 0 กับ 1 หรือ เปิด กับ ปิด หรือจะเรียกว่า ถูก และผิด ก็ใช่ การมีแค่ 1 กับ 0

เบอร์ 1 คือ มีสัญญาณ(โดยไม่สนว่าจะมากน้อยแค่ไหน ถ้ามีสัญญาณเข้ามาคือ 1 เบอร์ 0 คือ ไม่มีสัญญาณมาถึง คือ ไม่มี คือ 0
-----
เราจึงนำสัญญาณทั้งหมดมากำหนดเป็นให้เป็นรหัสแทนค่า หรือแทนความหมายต่าง ๆ เช่น
0000 หมายถึง 0
0001 หมายถึง 1
0010 หมายถึง 2
0011 หมายถึง 3
0100 หมายถึง 4
0101 หมายถึง 5
0110 หมายถึง 5
0111 หมายถึง 7
1000 หมายถึง 8
1001 หมายถึง 9
1010 หมายถึง 10
เป็นต้น

ดิจิตอล หรือ ระบบดิจิตอล กลายเป็นคำคุ้นหูของคนยุคนี้เสียเหลือเกิน ในทุกขณะที่โลกกำลังหมุนไป ระบบดิจิตอลก็ได้แทรกซึมและเข้ามามีบทบาทในชีวิตประจำวันของเรามากยิ่งขึ้น เทคโนโลยีมากมายในปัจจุบันต่างก็ได้พัฒนาและนำระบบดิจิตอลมาใช้ในการทำงาน ไม่ว่าจะเป็น คอมพิวเตอร์ เครื่องคิดเลข กล้องถ่ายรูป โทรทัศน์ โทรศัพท์ นาฬิกา ฯลฯ เราจึงเริ่มคุ้นเคยและพูดถึงระบบการทำงานที่ว่านี้กันอยู่เสมอ แต่เคยนึกย้อนกลับไปหรือไม่ ว่าแท้จริงแล้วระบบดิจิตอลนั้นคืออะไร

โดยสรุปนะครับ ดิจิต (digit) มาจากภาษาลาตินแปลว่า นิ้ว ตั้งแต่ไหนแต่ไรมามนุษย์เราเรียนรู้ที่จะใช้นิ้วมาช่วยในการนับ แต่เนื่องจากเรามีเพียง 10 นิ้ว เราจึงชินกับการนับเลขฐานสิบคือ นับตั้งแต่ 0 ถึง 9 โดยนับจากซ้ายไปขวา และใช้ 10 เป็นฐาน เช่น ตัวเลข 110 ก็คือ 1 หลักร้อย 1 หลักสิบ และ 0 หลักหน่วย
คอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์รุ่นแรกก็ได้นำระบบเลขฐานสิบนี้มาใช้ในการทำงาน ซึ่งต้องใช้ส่วนประกอบจำนวนมากเพื่อแทนตัวเลข 1 ตัว เครื่องคอมพิวเตอร์ในสมัยนั้นจึงมีขนาดใหญ่และทำงานช้า แต่พอถึงปลายทศวรรษ 1940 ก็ได้มีการนำจำนวนตัวเลขและคำมาเข้ารหัสเป็นเลขฐานสองเก็บไว้ในรูปของประจุไฟฟ้า ให้ช่วงกระแสไฟฟ้าหนึ่งพัลส์ (pulse) หรือเปิดสวิตซ์ แทนเลข 1 และให้ช่วงขาดกระแส หรือปิดสวิตซ์ แทนเลข 0 ระบบนี้ทำให้เครื่องคอมพิวเตอร์ทำงานได้อย่างสะดวกรวดเร็ว เพราะต้องเลือกระหว่าง “ใช่” กับ “ไม่” ในทุกขั้นตอนของการปฏิบัติงาน นับแต่นั้น ระบบการทำงานด้วยการนับเลขฐานสอง ที่มีแค่ 0 กับ 1 จึงได้รับการเรียกขานว่า ระบบดิจิตอล ซึ่งหมายถึงระบบอิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้สัญลักษณ์ตัวเลขในการบันทึกหรือเก็บข้อมูล

ความเป็นดิจิตอลจึงอยู่ที่การกำหนดขึ้นมาของมนุษย์ ว่าให้สองสถานะที่แยกจากกันอย่างสิ้นเชิง ซึ่งอยู่ในตำแหน่งปิดหรือเปิด ถูกแทนค่าด้วยสัญลักษณ์ตัวเลข 0 และ 1 และให้เฉพาะสองสถานะนี้เท่านั้นที่มีความหมาย เครื่องคอมพิวเตอร์ดิจิตอลจึงได้รับการออกแบบให้ทำงานโดยรับข้อมูลเข้ามาในรูปแบบของ 0 และ 1 การรวมกันของรหัสเลขฐานสอง 0 และ 1 ในลำดับที่ต่างกัน ได้กลายเป็นข้อมูลข่าวสารที่คอมพิวเตอร์ต้องการ เพื่อประมวลผลตามกฎที่โปรแกรมเมอร์กำหนด แล้วส่งผลออกมาในรูปของจำนวนเลขฐานสิบ ตัวอักษร ภาพสีสันสวยงาม หรือแม้แต่เสียง
ดิจิตอลทำงาน แบบระบบเลขฐานสองจะใช้เลขโดด 2 ตัวคือ 0 และ 1 โดยนับจากขวาไปซ้าย ( แต่เวลาอ่านให้อ่านจากซ้ายไปขวา) มาเป็นรหัสเลขแทนค่าของตัวเลขอ้างอิงเหล่านี้ เช่น ……. ,64, 32, 16, 8, 4, 2, 1 (นับจากขวาไปซ้าย) ซึ่งตัวเลขแต่ละตัวที่เลื่อนไปทางซ้ายจะมีค่าเพิ่มขึ้นเป็น 2 เท่าของตัวที่อยู่ขวามือ ดังนั้น ในระบบเลขฐานสอง เมื่อเลข 1 (เปิดสวิตซ์) ถูกแทนค่าในตำแหน่งใดของตัวเลขอ้างอิง ตำแหน่งนั้นก็จะมีค่าเท่ากับตัวเลขนั้น ๆ แต่ถ้าตำแหน่งใดถูกแทนค่าด้วยเลข 0 (ปิดสวิตซ์) จะมีหมายความว่าไม่นับค่า เลข 11 (หนึ่งหนึ่ง) ในระบบเลขฐานสองจึงไม่ใช่สิบเอ็ด แต่เป็นตำแหน่งที่หนึ่งบวกตำแหน่งที่สองของเลขอ้างอิง ซึ่งให้เลข 1 ในตำแหน่งที่หนึ่งแทนค่าหนึ่ง เลข 1 ในตำแหน่งสองแทนค่าสอง เมื่อนำมารวมกันแล้วจึงเท่ากับสาม ส่วนเลข 10 ก็ไม่ใช่สิบ เพราะตำแหน่งแรกเป็นเลข 0 แทนค่าหนึ่ง ทำให้ค่าของ 1 ไม่ถูกนำมานับ จึงมีแต่ค่าสองที่ถูกแทนด้วยเลข 1 เท่านั้นที่นับได้ 10 (หนึ่งศูนย์) จึงรวมกันเป็นสองนั่นเอง
ถึงตรงนี้ ลองหันไปมองรอบตัวเราดูสิ ตัวเลข 0 และ 1 กำลังวนเวียนอยู่เต็มไปหมดใช่ไหม มันเป็นเสมือนตัวเลขพื้นฐานของคนยุคนี้ไปแล้ว ขณะเดียวกันมันยังแสดงให้เราได้เห็นถึงความก้าวหน้า และความสำเร็จทางเทคโนโลยี ของเหล่ามวลมนุษยชาติที่ไร้ขีดจำกัดอีกด้วย