1.1 Ψηφιακό - Αναλογικό

Με τον όρο «ψηφιακό» (digital) εννοούμε ένα σύστημα που παίρνει τιμές από μια ομάδα συγκεκριμένων τιμών. Αντίθετα, όταν ένα σύστημα είναι αναλογικό (analogue), οι τιμές που παίρνει είναι συνεχόμενες.

1. Μεταβείτε στα παρακάτω link του φωτόδεντρου για να δείτε αναλογικά και ψηφιακά σήματα

Φωτόδεντρο (πχ ψηφιακό)

Φωτόδεντρο (Αναλογικο-Ψηφιακό)

Αναλογικός και ψηφιακός διακόπτης

 Ο υπολογιστής είναι μια μηχανή που δουλεύει με ηλεκτρικό ρεύμα. Τα ηλεκτρονικά του κυκλώματα, σε απλοποιημένη μορφή, αποτελούντα από καλώδια και «διακόπτες». Για λόγους ευκολίας στην κατασκευή του, ο υπολογιστής μπορεί να αναγνωρίσει μόνο δύο διαφορετικές καταστάσεις, για να εκτελέσει τους υπολογισμούς του, όπως παράδειγμα

• την κατάσταση στην οποία δεν περνάει ρεύμα μέσα από ένα καλώδιο και
• την κατάσταση στην οποία περνάει ρεύμα μέσα από ένα καλώδιο

2. Μεταβείτε στο παρακάτω Link  που παρουσιάζεται η κωδικοποίηση του ρευματος των κυκλωμάτων με τους αριθμούς 0 και 1

Φωτόδεντρο (κυκλώματα)

Ένας υπολογιστής είναι ψηφιακός, επειδή μπορεί να χειριστεί συγκεκριμένο αριθμό καταστάσεων (μόνο δύο).

Ανατρέχοντας στην ιστορία βλέπουμε ότι οι πρώτοι υπολογιστές (από τη δεκαετία του 1940) δημιουργήθηκαν, για να εκτελούν αριθμητικές πράξεις. Ωστόσο, οι κατασκευαστές της εποχής εκείνης ήρθαν αντιμέτωποι με ένα μεγάλο πρόβλημα. Τα αριθμητικά ψηφία (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9) του δεκαδικού συστήματος δεν μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν, αφού η κατασκευή ενός τέτοιου υπολογιστή ήταν εξαιρετικά πολύπλοκη, θα έπρεπε επομένως με κάποιο τρόπο να αναπαρασταθούν τα 10 αυτά ψηφία με συνδυασμούς δύο καταστάσεων, που είναι πιο εύκολο να αναγνωρίζει ο υπολογιστής. Η λύση ήρθε με τη χρησιμοποίηση ενός άλλου συστήματος αρίθμησης: του δυαδικού.

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

3. Μεταβείτε στα παρακάτω Link  που παρουσιάζονται  μετατροπές από το δυαδικό σύστημ ααρίθμησης στο δεκαδικό και αντίστροφα. Κάντε δοκιμές και παρατηρείστε τον τρόπο με τον οποίο γίνονται οι τροποποιήσεις.

Δεκαδικό -Δυαδικό

Δυαδικό -Δεκαδικό

Τα δυαδικά ψηφία 0 και 1 αντιστοιχούν στις δύο καταστάσεις που «αντιλαμβάνεται» ο υπολογιστής. Το δυαδικό ψηφίο, που ονομάζεται μπιτ (bit -binary digit), παίρνει τις τιμές 0 ή 1 και είναι η βασική μονάδα πληροφορίας των υπολογιστών

1.3 Αναπαράσταση των συμβόλων

 Η αντιστοίχιση των γραμμάτων και των συμβόλων που χρησιμοποιούμε στη γραφή με ένα μοναδικό συνδυασμό των δύο συμβόλων 0 και 1 ονομάζεται κωδικοποίηση.

Η ανάγκη να κωδικοποιήσουμε όμοια σε όλους τους υπολογιστές το σύνολο των συμβόλων που χρησιμοποιούμε δημιούργησε τον κώδικα ASCII. Σύμφωνα με τον κώδικα ASCII 256 διαφορετικοί χαρακτήρες (λατινικά γράμματα, κεφαλαία και μικρά, ελληνικά γράμματα, κεφαλαία και μικρά, ψηφία, σημεία στίξης, αριθμητικοί τελεστές κ.λπ.) κωδικοποιούνται όμοια στους υπολογιστές αντιστοιχίζοντας έναν μοναδικό συνδυασμό από 0 και 1 σε κάθε χαρακτήρα.

4. Μεταβείτε στo παρακάτω link  και πληκτολογείστε οποιδήποτε γράμμα πεζό ή κεφαλαίο, ελληνικής ή αγγλικής γλώσσας ή οποιδήποτε σύμβολο και παρατηρείστε την κωδικοποίησή του με τον κώδικα ASCII

κωδικας ASCII

Αφού κάθε χαρακτήρας στον υπολογιστή μετατρέπεται σε μια σειρά από οχτώ bit, για να μετράμε πιο εύκολα τη χωρητικότητα των αποθηκευτικών μέσων και της μνήμης, δημιουργήθηκε μια νέα μονάδα μέτρησης: το Byte. Ένα Byte αντιστοιχεί στο μέγεθος ενός χαρακτήρα (γράμμα, ψηφίο, σημείο στίξης ή οποιοδήποτε άλλο σύμβολο) και ισούται με οκτώ bit. (1 Byte = 8 bit)

5. Μεταβείτε στo παρακάτω link του αισώπου και απαντήστε on line στην Ερώτηση 1η. bit - byte

Ερώτηση bit

 6. Μεταβείτε στo παρακάτω link του αισώπου και απαντήστε on line στην Ερώτηση 2η. Κωδικοποίηση Χαρακτήρων

κωδικοποίηση χαρακτήρων

1.4 Αναπαράσταση εικόνων 

Μία εικόνα στον υπολογιστή χωρίζεται σε εικονοστοιχεία (pixel). Ένα εικονοστοιχείο σε μια ασπρόμαυρη εικόνα αποτελείται από μία ορθογώνια περιοχή λευκού ή μαύρου χρώματος. Αν τις λευκές περιοχές τις αναπαραστήσουμε με το 0 και τις μαύρες με 1.

7. Μεταβείτε στo παρακάτω link,παρατηρείστε την κωδικοποίηση των εικόνων που παρουσιάζονται στην λίστα και στη συνέχεια δημιουργείστε δικές σας ασπρόμαυρες εικόνες

Ασπρόμαυρες εικόνες

8. Μεταβείτε στo παρακάτω link του αισώπου και απαντήστε on line  στις ερωτήσεις αυτοαξιολόγησης

Αισωπος (ερωτήσεις αυτοαξιολόγησης)