Digital informasjon

Digital informasjon er informasjon hvor alle opplysningene (data) er lagret som tallverdier. Datamaskiner er godt egnede til å behandle og lagre digital informasjon.

For at datamaskiner skal kunne representere vår vanlige, analoge hverdag, må alle analoge verdier omformes til ett eller flere tall, med andre ord til digital informasjon. Dette tar to trinn hvor det første er å omvandle det analoge signalet til digitalt ved sampling og etterfølgende lagring av resultatet. Trinn to er å organisere de nyvunnede data i et format som passer til datatypen (måleserie, musikk, bilde) og som kan leses av andre computere eller maskiner (DVD-spiller, mp3-spiller...). Hvordan dette gjøres er gitt av konvensjoner som bedrifter og standardiseringsorganisasjoner er blitt enige om. Eksempler på slik standardisert informasjon er tekst, lyd og bilder som skal lagres eller bearbeides på datamaskiner.

Det er vanlig å gruppere sammenhørende digital informasjon i filer. Filer er noe alle digitale lagringsmedia må kunne forholde seg til. Filer får navn gitt av mennesker eller automatisk. Navnet er tradisjonelt todelt med et punktum som skilletegn og etternavnet er en trebokstavers kode som sier hva filen ventes å inneholde. Et musikkstykke er gjerne en fil, liksom et bilde eller en videosnutt er det. En fil kan dog inneholde flere enkeltobjekter.

Eksempler

Tekst

All tekst vi skriver eller leser på en datamaskin er gjort om til digital informasjon ved at hvert enkelt tegn har fått sin tallverdi. Hvilke tall som blir benyttet er avhengig av hvilken tegnstandard som er i bruk. Som eksempel på tegnstandarder kan nevnes ASCII, ANSI, Unicode og UTF-8. Tegnene vi skriver på tastaturet blir omgjort til tall. Bokstaven lagres og overføres som tall, og søking på ord er søking på riktig sammensetning av tall. Først når en bokstav skal skrives på en skriver eller skjerm blir den omsatt tilbake fra et enkelt tall til figuren som representerer bokstaven.

Lyd

Lydsignalet sendes først til en analog-til-digitalomvandler (A/D, eller ADC, C eng. for Converter): Ved å måle tidsforløpet på lyden (som elektronisk signal) med faste, korte tidsintervaller kan vi representere lyd på en datamaskin. Hurtig, jevn, gjentatt avlesning av lydsignalet kalles punktprøving eller sampling av signalet. Hvor god etterligning av virkeligheten vi klarer å lage avhenger av to ting; Hvor kort intervallet mellom hver avlesing er (kalt samplingsfrekvensen eller sampleraten) og antall bits som blir benyttet for å representere hver enkelt avlesning. Ved å gjøre dette raskt nok og med tilstrekkelig oppløsning (bits per sample) kan øret ikke høre forskjeller mellom det opprinnelige signalet og det som vi kan gjenskape fra tallverdiene som ble lagret.

Gjenskapelsen foregår i en digital-til-analogomvandler (D/A eller DAC). Artikkelen om sampling inneholder mere om dette.

Den høyeste frekvensen som kan representeres ved de nevnte prosessene er halvparten av punktprøvingsfrekvensen. CD-standarden setter punktprøvingsfrekvensen for musikk til 44 100 Hz. Musikken inneholder frekvenser opp til 20 000 Hz og det er plass til nødvendig anti-alias filtrering mellom 20 000 og 22 050 Hz.

Bilder

Bilder kan representeres digitalt ved at man måler lysstyrke og fargetone i en rekke punkter i bildet, som en scanner eller et kamera gjør. For å representere et bilde av gråtoner kan en ofte klare seg med 256 verdier per bildepunkt, mens fargebilder gjerne benytter seg av flere tusen eller millioner farger.

Det er flere måter å lagre og representere farger på. På TV og datamaskiner benytter man additiv fargeblanding med grunnfargene Rød, Grønn og Blå RGB. I forbindelse trykking benyttes subtraktiv fargeblanding (CMYK som har grunnfargene Cyan, Magenta, Yellow (gul) og Key (sort)). For å representere bildepunkter digitalt benyttes ett tall for hver grunnfarge. For tiden er 8 bits per farge populært, slik at hvert bildepunkt representeres fullstendig med 24 bits.

Det er utarbeidet en rekke normer for lagringsformat av bilder. Formatene er forskjellige alt etter hva bildene er tenkt å brukes til. Bildene kan få svært store filstørrelser og kompresjon (datamengde-reduksjon) er i utstrakt bruk. Noen pakkeformater er i stand til å gjengi bildet uforandret og andre tilbyr et innstillbart kompromiss mellom bildekvalitet og datareduksjon. Førstnevnte kalles tapsfri kompresjon og sistnevnte kan redusere filstørrelsen adskillig mer an førstnevnte.

Annet

Digital informasjon kan generelt sett være nærmest hvasomhelst. Data lagres i filer som da kalles en databank. Myndigheter og andre samler på personopplysninger som inneholder hvem, hva, når og hvor. Værtjenester samler inn og bearbeider luft- og havdata, som vind, strømning, luftfuktighet, temperatur og geografi. I internett finnes sentrale databanker som vet å vise veien til en hjemmeside, en URL. Her kan det knapt settes grenser.