Was ist Digitaltechnik?

Grundbegriffe
Gegenüberstellung von Analog- und Digitaltechnik
Warum gewinnt die Digitaltechnik an Bedeutung?
Weitere Informationsquellen

1. Grundbegriffe

Die Digitaltechnik ist heute ein Teilgebiet der Technischen Informatik.
Ihre Aufgabe ist es, Informationen zu verarbeiten und darzustellen. Für diesen Zweck bedient sie sich des eingeschränkten Zeichensatzes, um eine einfache physikalische Realisierung zu gewährleisten.
Dafür werden zwei Wertigkeiten verwendet, die je nach Verwendungsbereich in unterschiedlicher Form dargestellt werden.

Beispiel

Anwendungsbereich Form

Digitaltechnik "0" und "1"

Ausagelogik "wahr" oder "falsch"

Physik "low" oder "high"

Die Begriffe der Digitaltechnik sind in der Regel englischen bzw. lateinischen Ursprungs. So ist das Wort digital aus dem lateinischen Wort "digitus" = Finger, was soviel bedeutet wie "mit Hilfe der Finger" sowie aus dem englischen Wort "digit" = Ziffer oder Stelle, was "in Ziffernform" bedeutet, hergeleitet.

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2.Gegenüberstellung von Analog- und Digitaltechnik

Digitaltechnik	Analogtechnik
digitale Größen sind physikalische Größen, die innerhalb eines bestimmten Bereiches nur diskrete Werte annehmen können	analoge Größen sind physikalische Größen, die innerhalb eines bestimmten Bereiches jeden Werte annehmen können
Bei digitalen Größendarstellungen werden abzählbare Elemente verwendet. Ein einfaches Beispiel hierfür ist der Rechenrahmen. Bei ihm wird eine Zahl durch die Anzahl von Kugel dargestellt. Daraus folgt, daß bei der Darstellung der Zahlen keine physikalischen Grenzen gesetzt sind, da man mit der Vergrößerung der Anzahl der Kugeln auch eine höhere Genauigkeit erreicht. Bei elektronischen Digitalrechnern verwendet man anstatt der Kugeln elektrische Impulse, so daß für die Zahl 3 zum Beispiel durch 3 Impulse dargestellt wird. Für die Zahl 8 währen es dann 8 Impulse und bei der Zahl 230 000 würde man 230 000 Impulse benötigen. Hier ist die Unwirtschaftlichkeit dieses Systems zu sehen. Deshalb verwendet man auch zur Darstellung von Zahlen durch digitale Signale sogenannte Ziffern, engl. Codes. Digitale Größen bestehen aus abzählbaren Elementen und können mit hoher Genauigkeit dargestellt werden	Größen nach dem Analogprinzip sind Werte, die in einem zulässigen Bereich jeden beliebigen Wert annehmen dürfen. Bei der analogen Größendarstellung benötigt man für die Darstellung von Größen die "Analogiegröße". Sie ist bei Analogrechnern die elektrische Spannung. Zur Darstellung der Zahl 2 benötigt man hier beispielsweise 2 Volt, für die Zahl 6,3 dann eine Spannung von 6,3 Volt und für die Darstellung der Zahl 8,256 eine Spannung von 8,256 Volt. Wenn man größere Zahlen darstellen will, muß man den Maßstab ändern, da man sonst in einen Bereich einer zu hohen Spannung kommt. Je genauer eine Analogiegröße gemessen wird, desto genauer ist die Darstellung der jeweiligen analogen Größe. Ein einfacher Analogrechner ist z.B. der Rechenschieber, der in den Schulen den Schülern vor der Einführung des Taschenrechners das Rechnen erleichtern sollte. Bei ihm gilt als Analogiegröße die jeweilige Länge. Die Genauigkeit häng vom genauen Ablesen ab. In der Meßtechnik hat die analoge Größendarstellung eine große Bedeutung, da sie den Vorteil großer Anschaulichkeit hat. Bei Zeigermeßinstrumenten, z. B. dem Voltmeter, ist die Analogiegröße der Winkel zwischen der Nullstellung des Zeigers sowie der Zeigerstellung beim Anzeigen eines Wertes. Bei der analog Zeigeruhr ist der Winkel als Analogiegröße 360°.

Digitaltechnik

Analogtechnik

digitale Größen sind physikalische Größen, die innerhalb eines bestimmten Bereiches nur diskrete Werte annehmen können

analoge Größen sind physikalische Größen, die innerhalb eines bestimmten Bereiches jeden Werte annehmen können

Bei digitalen Größendarstellungen werden abzählbare Elemente verwendet. Ein einfaches Beispiel hierfür ist der Rechenrahmen. Bei ihm wird eine Zahl durch die Anzahl von Kugel dargestellt. Daraus folgt, daß bei der Darstellung der Zahlen keine physikalischen Grenzen gesetzt sind, da man mit der Vergrößerung der Anzahl der Kugeln auch eine höhere Genauigkeit erreicht. Bei elektronischen Digitalrechnern verwendet man anstatt der Kugeln elektrische Impulse, so daß für die Zahl 3 zum Beispiel durch 3 Impulse dargestellt wird. Für die Zahl 8 währen es dann 8 Impulse und bei der Zahl 230 000 würde man 230 000 Impulse benötigen. Hier ist die Unwirtschaftlichkeit dieses Systems zu sehen. Deshalb verwendet man auch zur Darstellung von Zahlen durch digitale Signale sogenannte Ziffern, engl. Codes.
Digitale Größen bestehen aus abzählbaren Elementen und können mit hoher Genauigkeit dargestellt werden

Größen nach dem Analogprinzip sind Werte, die in einem zulässigen Bereich jeden beliebigen Wert annehmen dürfen. Bei der analogen Größendarstellung benötigt man für die Darstellung von Größen die "Analogiegröße". Sie ist bei Analogrechnern die elektrische Spannung. Zur Darstellung der Zahl 2 benötigt man hier beispielsweise 2 Volt, für die Zahl 6,3 dann eine Spannung von 6,3 Volt und für die Darstellung der Zahl 8,256 eine Spannung von 8,256 Volt. Wenn man größere Zahlen darstellen will, muß man den Maßstab ändern, da man sonst in einen Bereich einer zu hohen Spannung kommt.
Je genauer eine Analogiegröße gemessen wird, desto genauer ist die Darstellung der jeweiligen analogen Größe.

Ein einfacher Analogrechner ist z.B. der Rechenschieber, der in den Schulen den Schülern vor der Einführung des Taschenrechners das Rechnen erleichtern sollte. Bei ihm gilt als Analogiegröße die jeweilige Länge. Die Genauigkeit häng vom genauen Ablesen ab. In der Meßtechnik hat die analoge Größendarstellung eine große Bedeutung, da sie den Vorteil großer Anschaulichkeit hat. Bei Zeigermeßinstrumenten, z. B. dem Voltmeter, ist die Analogiegröße der Winkel zwischen der Nullstellung des Zeigers sowie der Zeigerstellung beim Anzeigen eines Wertes. Bei der analog Zeigeruhr ist der Winkel als Analogiegröße 360°.

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3. Warum gewinnt die Digitaltechnik an Bedeutung?

Digitale Signale sind beim Übertragen und beim Speichern weniger störanfällig als analoge Signale.
Durch Codierung sind viele verschiedene Anwendungen möglich.
Die Informationen können mit Hilfe von digitalen Gattern, Mikroprozessoren oder Computer bearbeitet werden.
Der technische Fortschritt bei der Miniaturisierung der Bauelemente der Digitaltechnik ermöglichen die Realisierung des hohen Aufwands.

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4. Weitere Informationsquellen

siehe EDEMI-Quellen

[ EDEMI ]

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Anwendungsbereich	Form
Digitaltechnik	"0" und "1"
Ausagelogik	"wahr" oder "falsch"
Physik	"low" oder "high"