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1. アナログ と ディジタル

1. アナログ と ディジタル. 五島 正裕. アナログ と ディジタル. アナログ，ディジタル： 情報処理の過程： 記録 / 伝送 と 処理 において， 媒体の持つ物理量 と それが表現する値 との 写像の方式. 媒体の持つ物理量. アナログ と ディジタル. 情報処理の過程において， 媒体の持つ物理量 と それの表す値 との 写像の方式 アナログ：連続 連続的なデータ ⇔ 媒体の連続的な状態 ディジタル：離散 離散的なデータ ⇔ 媒体の離散的な状態 そもそも取り扱うものが違うので，単純な比較は困難！

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1. アナログ と ディジタル

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Presentation Transcript

  1. 1. アナログ と ディジタル 五島 正裕

  2. アナログ と ディジタル • アナログ，ディジタル： • 情報処理の過程： • 記録/伝送 と • 処理 において， • 媒体の持つ物理量 と • それが表現する値 との 写像の方式

  3. 媒体の持つ物理量

  4. アナログ と ディジタル • 情報処理の過程において， • 媒体の持つ物理量 と • それの表す値 との 写像の方式 • アナログ：連続 • 連続的なデータ ⇔ 媒体の連続的な状態 • ディジタル：離散 • 離散的なデータ ⇔ 媒体の離散的な状態 • そもそも取り扱うものが違うので，単純な比較は困難！ • A/D，D/A変換込みで比較するのがフェア

  5. アナログ と ディジタル 処理系 入力 （アナログ） アナログ 回路 アナログ 回路 出力 （アナログ） アナログ媒体 入力 （アナログ） A/D 変換 ディジタル 回路 ディジタル 回路 D/A 変換 出力 （アナログ） ディジタル媒体

  6. 物理量 と 値 の 写像 閾値 値 値 3 2 1 O O 物理量 物理量 アナログ ディジタル

  7. アナログ，ディジタル と 信号劣化 • アナログ，ディジタルの優劣 • 信号劣化が重要 • 信号劣化の要因： • ノイズ • 経年劣化 • 出力側の精度の限界 • 観測側の精度の限界 • …

  8. アナログ，ディジタル と 信号劣化 • 劣化がなければ（S/N比∞）…アナログがよい • アナログ： • 情報量∞ • ディジタル： • 量子化誤差がある • 8b（256階調）で 0.4%（≒ 人間の識別限界） • ビット数を増やせば，誤差は減る

  9. アナログ，ディジタル と 信号劣化 • 劣化があるので…ディジタルがよい • アナログ： • 決して元に戻らない • ディジタル： • 閾値未満のノイズなら，完全に元に戻る • 2値なら，10～20％ くらいなら耐えられる • ただし，それでも誤るとアナログより致命的になり得る

  10. 具体例 － 時計（文字盤） • 時計の文字盤： • 「時刻」という連続物理量を表現 • アナログ文字盤（esp. 連続運針） • 時針の物理位置（角度）で表現 ⇒ 連続 • 針がぶれなければ，無限の精度で分かる • 実際には，1秒未満を見分けることは難しい • ディジタル文字盤 • 数字で表現 ⇒ 離散 • 見間違えにくい • 「1」と「2」の間の数字とかはない • 1 秒未満は まったく分からない

  11. 多値ディジタル回路

  12. ディジタル の メリット（まとめ） • 記録/伝送 • ノイズによって誤りが発生しにくい • コピーや経年によって情報が劣化しにくい • 再現性が高い • 処理 • ディジタル式のコンピュータとの親和性が高い • プログラミング可能 • 圧縮が容易 • 誤り訂正符号などによる誤り訂正が可能 • …

  13. ディジタル回路 と 論理回路 • ディジタル回路 • 物理的 • 通常は，Low/High の2つの物理状態を扱う • 通常は，電気回路 • 論理回路 • 抽象的，モデル • 真理値の 0/1，false/true を扱う • ディジタル回路で作る

  14. 英語の教科書 • Zvi Kohavi, Switching and Finite Automata Theory, 2nd Ed., McGraw Hill, 1978. • J. P. Hayes, Introduction to Digital Logic Design, Addison Wesley, 1993. • J. Wakerly, Digital Design －Principles and Practice－ 2nd. Ed., Prentice Hall, 1994. • Daniel Gajski, Principles of Digital Design, Prentice Hall, 1997.

  15. 来週の予定 • 2進数

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