人類zui早用來計數(shù)的工具是手指和腳趾,但它們只能表示20以內(nèi)的數(shù)字。當(dāng)數(shù)目很多時,大多數(shù)的原始人就用小石子和豆粒來記數(shù)。漸漸地人們不滿足粒為單位的記數(shù),又發(fā)明了打繩結(jié)、刻畫記數(shù)的方法,在獸皮、獸骨、樹木、石頭上刻畫記數(shù)。中國古代是用木、竹或骨頭制成的小棍來記數(shù),稱為算籌。這些記數(shù)方法和記數(shù)符號慢慢轉(zhuǎn)變成了zui早的數(shù)字符號(數(shù)碼)。如今,世界各國都使用阿拉伯?dāng)?shù)字為標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字。數(shù)字并不是阿拉伯人發(fā)明創(chuàng)造的,而是發(fā)源于古印度。數(shù)字是古代印度人在生產(chǎn)和實踐中逐步創(chuàng)造出來的。
當(dāng)今時代是信息化時代,而信息的數(shù)字化也越來越為研究人員所重視。早在40年代,香農(nóng)證明了采樣定理,即在一定條件下,用離散的序列可以*代表一個連續(xù)函數(shù)。就實質(zhì)而言,采樣定理為數(shù)字化技術(shù)奠定了重要基礎(chǔ)。
數(shù)字化就是將許多復(fù)雜多變的信息轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢远攘康臄?shù)字、數(shù)據(jù),再以這些數(shù)字、數(shù)據(jù)建立起適當(dāng)?shù)臄?shù)字化模型,把它們轉(zhuǎn)變?yōu)橐幌盗卸M制代碼,引入計算機內(nèi)部,進行統(tǒng)一處理,這就是數(shù)字化的基本過程。數(shù)字化將任何連續(xù)變化的輸入如圖畫的線條或聲音信號轉(zhuǎn)化為一串分離的單元,在計算機中用0和1表示。通常用模數(shù)轉(zhuǎn)換器執(zhí)行這個轉(zhuǎn)換。
數(shù)字化技術(shù)指的是運用0和1兩位數(shù)字編碼,通過電子計算機、光纜、通信衛(wèi)星等設(shè)備,來表達、傳輸和處理所有信息的技術(shù)。數(shù)字化技術(shù)一般包括數(shù)字編碼、數(shù)字壓縮、數(shù)字傳輸、數(shù)字調(diào)制與解調(diào)等技術(shù)。用簡單的兩位數(shù)0和1表達、傳輸和處理一切信息,把信息數(shù)字化、一體化,這是信息*的又一次重要革命。但從技術(shù)上講,卻又相當(dāng)復(fù)雜,相當(dāng)困難。世界上如此龐雜的事物、浩如煙海的信息,都要用簡單的0和1 來表達,這是非常復(fù)雜的技術(shù)。信息以0 還表達后,會出現(xiàn)龐大的數(shù)交流,這對數(shù)據(jù)的快速傳遞提出了很高的要求。
數(shù)字化技術(shù)是信息技術(shù)的核心,信息的媒體有多種,如字符、聲音、語言和圖像等。這些信息媒體存在著共同的問題,一是信息量太小,二是難以交換、交流。如一本厚厚的辭海雖然有1300萬漢字,但與大型數(shù)據(jù)庫相比,包含的信息量仍太少,辭海只能查找字詞的基本涵義,若想查去年世界各國的國防開支是多少則無可奉告。一本書,要從一個城市寄到另一個城市少則數(shù)天多則數(shù)周。這種信息,交換起來很不方便。又如,當(dāng)今世界大約有3500種語言,使用不同語言的人,信息交流就非常困難。
信息數(shù)字化技術(shù)涉及到數(shù)字的轉(zhuǎn)換(表達)、存取、處理、傳輸、控制等一系列高技術(shù)。例如,提高信息存取能力的微電子技術(shù);提高信息傳輸能力的光纖技術(shù),提高信息變換能力的光電技術(shù);提高信息轉(zhuǎn)換和控制能力的計算機及其軟件技術(shù)等等。所以說,信息數(shù)字化技術(shù)實際上是由一群高技術(shù)綜合發(fā)展而實現(xiàn)的。
數(shù)字化技術(shù)的實現(xiàn),這些問題便迎刃而解。無論是字符、聲音、語言和圖像;也無論是中文還是外文,都使用世界上共同的兩個數(shù)字0和1編碼來表達、傳輸和處理,到了終端,即用戶手上,又原原本本地還它本來面目。這無異于消除了世界各個國家,各個民族之間的語言隔閡。一般說來8個0和1,就是一個zui基本的信息單位,稱之為1個比特,簡寫為1b。每秒鐘傳輸?shù)男畔⒘糠Q之為信息的傳遞速率(b/s,即每秒傳送多少個比特)。每秒傳送1千比特為1kb/s,每秒傳送1兆比特表示為1Mb/s,再大就是每秒1千兆,表示為1Gb/s,等等。