Il termine “digitale”

Credo sia una delle parole più usate oggi. Ma da dove viene questo termine? E cosa significa? Possiamo scomodare il latino, dove con “digitus” intendiamo una della dieci dita delle nostre mani, che si usano per contare. Possiamo far riferimento all’inglese, dove con “digit” intendiamo una cifra numerica.
Insomma: il legame con il mondo dei numeri è evidente. E in effetti dire “digitale” è come dire “numerico“. Nel senso che tutte le informazioni che tratta un computer (e oggi anche uno smartphone) sono digitali, ovvero sono memorizzate sotto forma di lunghe sequenze numeriche (tante cifre numeriche una dopo l’altra).

Tipi, formati e codifiche

I dati contenuti in un file possono essere classificati in base al loro tipo (tipo di dati).
Esistono ad esempio: dati di tipo testo, dati di tipo audio, dati di tipo immagini fisse, dati di tipo immagini in movimento (video).

Ogni tipo di dato poi può avere diversi formati: pensiamo a un file di solo testo “txt”, oppure ad un testo prodotto con Microsoft Word “docx”, oppure a un file “pdf”, oppure ancora al testo di una pagina web “html”.

Questi diversi formati corrispondono ciascuno ad una particolare codifica, ossia ad una regola, una maniera convenzionale di interpretare le sequenze di cifre numeriche contenute nel file. In tal modo i dati (che sotto forma di sequenza numerica non ci dicono molto) diventano informazioni (che comprendiamo e riusciamo a interpretare).

Le stesse sequenze di cifre numeriche (ad esempio 01000001) possono avere dunque un significato diverso per il computer, a seconda della codifica e più in generale del tipo di dato.
Ecco allora che la sequenza 01000001 può rappresentare la lettera A maiuscola (in un file di solo testo), oppure la quantità di rosso presente in un colore (in un file di immagine), oppure l’indicazione di usare come strumento musicale un certo tipo di sassofono (in un file di audio midi). La sequenza 01000001 di esempio occupa in memoria 1 byte (essendo composta da 8 bit, ossia 8 cifre che possono essere o zero o uno). Parliamo più in dettaglio delle unità di misura dell’informazione nell’articolo introduttivo sull’hardware del PC.

In Internet è possibile trovare senza troppi sforzi alcune tabelle che mostrano la corrispondenza fra numeri e informazioni. Ad esempio si suggerisce di cercare la “tabella ASCII”, quella con i “colori RGB”, quella con la “mappa suoni GENERAL MIDI”.

Parliamo più in dettaglio di codifica (da ASCII a UNICODE)  nella seconda parte del nostro articolo su tracciati, flussi e file di testo.

Analogico e digitale

E se una informazione non nasce già digitale? Facciamo un esempio con il suono, in particolare con la voce umana.

Una persona che parla crea uno spostamento d’aria che può percorrere diversi metri sino ad arrivare all’orecchio di un’altra persona che ascolta.

Le due persone potrebbero però avere la necessità di comunicare trovandosi ad una distanza superiore a quella che permette di udire l’una la voce dell’altra. È allora necessario trasformare lo spostamento d’aria creato dalla voce umana in una differente grandezza fisica, in grado di essere trasmessa a lunghe distanze, come ad esempio un segnale elettrico lungo un cavo telefonico tradizionale.

Questa nuova grandezza fisica, ottenuta per trasformazione da un’altra, è detta analogica (in quanto riproduce analogamente la grandezza di partenza).

Spesso si sente parlare di analogico in contrapposizione a digitale. In effetti sono due metodi ben differenti di rappresentare un fenomeno esistente nella realtà.

In particolare con analogico (che deriva da “analogo” nel senso di “simile”) ci si riferisce solitamente a segnali che riproducono elettricamente o elettronicamente una serie di eventi (come ad esempio la voce di una persona che parla o una sequenza di immagini) sovente in ambito audio o audio-video (ad esempio analogico è il segnale che viaggia sul cavo che collega un microfono ad un amplificatore). Il digitale invece, come si è accennato, copre praticamente tutti i tipi e gli ambiti dell’informazione che, se trasformata in sequenze binarie, viene appunto detta informazione digitalizzata.

Da continuo a discreto, da analogico a digitale

La questione del continuo e del discreto è uno dei più importanti contributi della scuola pitagorica (520 a.C. circa).

Una grandezza è continua quando può assumere un qualunque valore (ovvero uno fra i valori appartenenti all’insieme dei numeri reali). Ad esempio la lunghezza di un bastone è, nella realtà, continua: se un bastone è lungo 1,3 metri ed un altro 1,2 metri è possibile trovare un bastone lungo 1,25 metri; se un bastone è lungo 1,2 metri ed un altro 1,25 metri è possibile trovare un bastone lungo 1,225 metri e così via: esiste sempre un valore fra due altri.

Una grandezza è discreta quando può assumere uno fra i valori appartenenti all’insieme dei numeri naturali. Ad esempio il numero dei figli nati da una donna è una grandezza discreta: da uno si passa a due e non è ammesso alcun valore intermedio.

Si può ricondurre il concetto di analogico a quello di continuo e il concetto di digitale a quello di discreto.

Analogico è un segnale elettrico che riproduce ad esempio la misura di una temperatura; si tratta di un segnale continuo, ovvero con una precisione pressoché infinita (se si fissano due valori vicini ne esiste sempre uno intermedio).

Digitale è invece ottenuto mediante una discretizzazione, ovvero un “raggruppamento” di valori vicini in famiglie di valori. Da ricordare: lo scopo della digitalizzazione o discretizzazione è eliminare le informazioni inutili (ovvero quelle che esulano dalla percezione umana e, quindi, non sono utili).

Se continuiamo con l’esempio del suono, il processo di digitalizzazione è detto campionamento.

Nell’articolo musica al computer: software e formati file introduciamo il discorso.

 

Bibliografia: Rossignoli, N., Introduzione al digitale, Lampidistampa, Milano, 2007

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