Analoginen data
Analogisessa muodossa data siirretään määränä, kuten taajuuden tai voimakkuden määränä. Teoriassa määrä voi olla miltä tahansa väliltä, äärettömän monta vaihtoehtoa.Käytännössä kuitenkin median häiriötaso estää tiedon siirtämisen äärettömän tarkasti. Antenni ottaa vastaan muita häiritseviä signaaleita ja magneettinauha kuluu. Seurauksena signaaliin liittyy kohinaa.
Digitaalinen data on täsmällistä
Sana 'digit' tarkoittaa englannin kielessä numeroa, eli merkkiä tai symbolia, joista luvut koostuvat. Digitaalitekniikassa näitä numeroita ovat 0 ja 1, ja niistä koostuva luku kirjoitetaan esim. muodossa 01001011.Oikeastaan digitaalitekniikan perusajatus on, että välitettävä signaali erotetaan kokonaisuudessaan kohinasta. Vaikka digitaalinen signaali yleensä lähetetään ja tallennetaan fyysisesti samassa mediassa kuin analoginen tieto, digitaalinen tieto eroaa analogisesta siten ettei se menetä tietoa, heikkene siirron tai tallennuksen aikana.
Tämä virheettömyys ja täsmällisyys saadaan aikaan erottamalla siirrettävä tieto median kohinasta. Sen perusta on että tieto viedään mediaan signaalina, joka on portaallista. Portaat (yleensä siis 0 ja 1) määritellään niin suuriksi, jottei kohina missään vaiheessa pysty peittämään niitä.
Siten singnaalin vastaanottaajan on helppo erottaa digitaalinen signaali kohinasta, koska digitaalinen on portaallisessa muodossa. Signaali voidaan lähettää eteenpäin ilman kohinaa. Digitaalisen signaalin varmistamiseen käytetään usein myös tarkistussummaa, etenkin, jos median kohinataso on arvaamaton.
Tämä pesäeron tekeminen kohinaan tarkoittaa usein sitä, että digitaalinen signaali tarvitsee enemmän kaistaa varmuuden tallentamiseksi. Nimittäin, kaistassa olevaa epävarmaa aluetta ei käytetä, vaikka se analogisessa tiedonsiirrossa on käytössä. Toisaalta portaalliseen tiedonsiirtoon tarvitaan myös enemmän tekniikkaa.
Analogisen tiedon muuttamista digitaaliseksi sanotaan kvantisoinniksi. Tämä pyöristysprosessi hävittää myös jonkinverran informaatiota alkuperäisestä tiedonlähteestä. Esim. cd-levyllä äänekkäimmän ja hiljaisimman äänen ero on tavallisesti vain 9–12 desibeliä. Analogisessa vinyylissä tai nauhassa ero voi olla jopa kaksinkertainen. (HS 9.3.2013)
Tiedon pakkaaminen edellyttää analysointia
Digitaalisen tiedonsiirron eksaktiuden lisäksi toinen etu on, että lukujoukon numeroilla (eli symboleilla) voidaan välittää jokin merkitys. Tätä voisi verrata ihmisillä puheeseen ja siinä esiintyviin kirjaimiin. Voidaan sanoa, että puhuja pyrkii välittämään ainakin osan viestistään digitaalisena muodostaessaan sanoja ja niiden kautta merkityksiä.Tästä seuraa että tietoa ei tarvitse enää välittää puhelimessa ääniaaltona tai televisiossa valojuovana, ajallisessa muodossa mikrosekunti toisensa jälkeen, vaan tieto voidaan välittää hieman laajempina kokonaisuuksina. Tätä sanotaan tiedon pakkaamiseksi (Data compression), joka on hieman virheellinen termi, koska tietoa ei varsinaisesti puristeta tai sullota, vaan oikeastaan tieto analysoidaan ja esitetään ytimekkäämmin, kuten ihminen tekee puheessaan.
Häviöllisen ja häviöttömän tiedon tiivistämisen ero on siinä, että häviötön pakkaus sisältää merkityksellisen muodon lisäksi pakkausohjelmalle satunnaisuutena näkyvät yksityiskohdat. Siis ne, joita ohjelma ei ole pystynyt analysoimaan. Häviöllinen pakkaus sisältää vain merkityksellisen muodon. Purettaessa häviöllinen pakkaus ei vastaa täysin alkuperäistä digitaalista tietoa.
Häviöllinen pakkaus muistuttaa analogista siinä, että se lisää dataan kohinaa, jota ei voida erottaa alkuperäisestä datasta. Ero on vain siinä, että kohina ei synny itse mediassa, vaan ennalta datan valmistelussa (eli pakkaamisessa) mediaan viemistä varten.
Yleensä sanotaan että kuvan ja äänen häviöllinen pakkaus poistaa signaalista ihmisaisteille näkymättömät ja kuulumattomat elementit. Pakkausohjelma ei kuitenkaan välttämättä tunnista tai kuvaile kuvan kaikkia yksityiskohtia, jotka katsoja tunnistaisi, ja siksi häviöllisesti pakattu tieto menettää aina herkkyyttä.
