تعرف على "النُظم الرقمية" ودورها في تطوير التقنيات الرقمية المختلفة

النُظُم الرقمية في حياتنا

لقد كثر الكلام في العصر الحالي عما يسمى بالتقنيات الرقمية او Digital Technologies، حيث ان هذه التقنيات دخلت حياة الانسان من مختلف الجوانب، وتخضع هذه التقنيات لعمليات تطوير وتحديث مستمرة بحيث تُصبح اصغر حجماً وافضل اداءً واقل ثمناً ويُعاد تسويقها بعد تحويرها.

 

 تعرف على "النُظم الرقمية" ودورها في تطوير التقنيات الرقمية المختلفة

ومن اشهر التقنيات الرقمية الإلكترونية التلفاز والمذياع وكذا مسجلات الصوت وصولاً للهواتف الذكية وأجهزة الحاسوب وجميع الالكترونيات التي نعرفها اليوم، ومازالت هناك جهود حثيثة من قِبل رواد التقنية وصانعيها الى إضفاء صبغة الرقمية على جميع التقنيات الوليدة والموجودة حالياً.

 

الإشارات والنُظم

ان المهندسين يعتمدون في عملية تصميم النُظُم الإلكترونية سواءً كانت قديمة او حديثة على تطوير الوظائف التي تقوم بها وذلك بهدف زيادة قدرتها على معالجة الإشارات الداخلة اليها لتخرج بعد ذلك إشارات أخرى تحمل مواصفات متغيرة وفق للوظيفة التي بناءً عليها تم تصميم ذلك النظام.

 

وبناءً عليه يجب اولاً التعرف على الإشارات ثم بعد ذلك سوف تتمكن عزيزي القارئ من فهم النُظُم حيث ان الإشارة هي عبارة عن علاقة بين متغيرين او اكثر وكل تلك المتغيرات تكون متغيرات مستقلة ماعدا متغير واحد يكون تابع لهذه المتغيرات المستقلة ولا يمكن تحديد قيمته او حالته الا بعد تحديد قيمة او حالة المتغيرات المستقلة.

 

 ومن امثلة الإشارات في الحياة اليومية لنا درجات الحرارة المسجلة خلا اليوم كامل وتلك علاقة بين متغيرين بحيث نجد ان المتغير المستقل هو عبارة عن الزمن ونستطيع قياسه بالساعات والمتغير التابع في هذه الحالة هو درجة الحرارة وتقاس بالدرجة المئوية بحيث لا نستطيع تحديد درجة الحرارة الا بمعرفة زمن محدد.

من المثال السابق يتضح لنا ان درجة الحرارة هي عبارة عن إشارة لا يمكن تحديد قيمتها الا بتحديد قيمة الزمن اولاً حيث ان قيمة درجة الحرارة تابعة للزمن بينما الزمن متغير مستقل يمكن تحديده دون الرجوع لدرجة الحرارة.

ان معظم النظم الالكترونية المستخدمة في الحياة تعالج الإشارات الداخلة اليها لتولّد إشارات أخرى يتم الاستفادة منها، وقد يحدث ان تخضع الإشارات الخارجة كذلك الى عدة معالجات عن طريق سلسلة من النُظم حتى تكتمل الوظيفة النهائية التي طور الانسان من اجلها هذه النظم والتي يكمل بعضها بعضاً كما في أنظمة الاتصالات وكذا أنظمة البث التلفزيوني والاذاعي وغيرها.

هذه النظم الرقمية تقوم بمعالجة عدة أنواع من الإشارات حتى تصل في نهاية الامر الى إشارات نستطيع ادراكها كبشر بأسماعنا وابصارنا وتحول ايضاً الى إشارات عصبية يفسرها المخ ويستفيد منها الانسان في نهاية المطاف.

 

دوافع ظهور النظم الرقمية

برغم استفادة الانسان لعدة سنوات ماضية من النظم الرقمية الإلكترونية التي سبقت ظهور النظم الرقمية الا انه واجه عدة عقبات بسبب طبيعة تلك النظم والتي عجزت عن تلبية مطالبه المتزايدة واستيعاب التعقيدات التي تصاحب تلك التعقيدات، وهذا ما مثل دوافع لظهور الأنظمة الرقمية ومن هذه التعقيدات ما يلي:

• تعرض الإشارة للتشويش وللتداخل قبل وصولها للنظام الذي يقوم باستقبالها مما يؤدي حتماً الى تغيير قيمتها وفي هذه الحالة لا يملك النظام سوى ان يقوم بمعالجتها كما وصلته وبالتالي اخراج إشارة ذات جودة سيئة او غير دقيقة او فيها تشويش وتداخل.
• ضعف الإشارة بسبب طول المسافة بين الشخص المرسل والمستقبل بحيث لا يستطيع النظام تقويتها او تصفيتها اذا كانت المسافة بعيدة جداً، وبالتالي يتم استخدام مقويات وأنظمة لتقوية الإشارة قبل دخولها في حالة الضعف الشديد.
• مشاكل التشفير حيث لم تستطع الأنظمة القديمة تشفير الإشارات لغرض تحقيق الحماية للبيانات والمعلومات وحمايتها من التجسس والاختراق.

 

النظم الرقمية في حياتنا اليومية

ان الأنظمة الرقمية تعد حاضرة وفعالة في جميع جوانب الحياة اليومية للبشر، فنشاهد التلفاز الرقمي والذي يقوم بعرض قنوات من نظام الاستقبال الرقمي والذي يستقبل إشارات من قمر صناعي رقمي، كذلك حين يتم اجراء مكالمة بالهاتف الجوال فنحن نقوم بتوظيف النظام الرقمي لإرسال كلامنا على شكل إشارات رقمية لأبراج الاتصالات الرقمية الى مكان الشخص المستقبل للمكالمة.

كذلك المذياع حيث ان له ازرار تحكم رقمية وواجهة استخدام رقمية حيث يمكن التنقل بين الإذاعات المختلفة وحفظ تردد الموجات المتنوعة، ايضاً الأجهزة الرقمية الالكترونية الأخرى مثل الغسالة والثلاجة والفرن كلها تعمل بنظم رقمية معينة.

وبشكل عام فالنظم الرقمية هي عبارة عن نظم الكترونية تقوم بتأدية وظيفتها عن طريق معالجة الأرقام، وبهذا التصور البسيط يمكن اختزال أي نظام رقمي في كونه حاسباً مصغراً متخصصاً في أداء وظيفة معينة صُمم لأجلها.

تعديل المقال