Meglio l’analogico o il digitale?

Credo che molti risponderebbero con difficoltà a questa domanda per due motivi; in primo luogo perché in tanti ignorano il significato dei due termini,  in secondo luogo perché effettivamente la domanda è mal posta.

E’ un po come chiedere se è meglio un hamburger o una bistecca, dipende, sono due cose diverse. L’hamburger offre il vantaggio di una rapida cottura senza alcuna preparazione e magari lo abbiniamo ad una birra fresca, invece la bistecca necessità di un diverso tempo di cottura e della giusta scelta del taglio della carne e la gustiamo con un bel calice di vino rosso. Ma lasciamo stare l’aspetto culinario che secondo me è sempre analogico e torniamo alla questione iniziale.

Nel campo della tecnologia i concetti di analogico e digitale sono più facilmente confrontabili perché entrambi i casi parliamo di come vogliamo interpretare, leggere o rappresentare una grandezza fisica. Ma non c’è niente di meglio che un esempio pratico e visto che ho parlato di “grandezza fisica” prendiamo ad esempio la temperatura.

Piccola parentesi, questa è una delle 7 grandezze fisiche fondamentali che sono: lunghezza, massa, quantità di materia, tempo, corrente elettrica, intensità luminosa ed appunto temperatura.

Non bisogna fare confusione, la temperatura infatti non misura il calore di un corpo, ma rappresenta lo stato di agitazione delle molecole che dipende dall’energia che esse hanno, perché magari è stato trasmesso calore (e cioè energia) da un corpo più caldo. Ovviamente un corpo caldo ha una maggiore temperatura ma il calore è una forma di energia e si misura in maniera diversa con strumenti diversi e con un’unità di misura diversa.

Insomma per farla breve è come se avessimo una pista di una discoteca piena di persone, se viene alzato il volume  della musica tutti cominciano a ballare ed agitarsi, ed è così che avviene con le molecole, e per questo succede che quando la temperatura si alza il corpo si dilata, come quando il gruppo di persone in discoteca cominciando a ballare con più convinzione occupano un maggiore spazio nella pista da ballo.

Chiusa questa parentesi (spero utile) torniamo alla nostra temperatura e proviamo a misurarla con lo strumento più classico che è il vecchio termometro a mercurio.

E’ vero che nel termometro ci sono delle tacche che indicano il valore ma è anche vero che il livello del mercurio può assumere valori intermedi alle linee del termometro, in teoria il livello del mercurio potrebbe assumere infiniti valori e non solo quelli indicati nella scala di misura.

Questo perché la temperatura è una grandezza analogica e cioè una grandezza che può assumere infiniti valori in maniera continua. Con il termometro a mercurio (e con una buona vista) potremmo teoricamente accorgerci di ogni piccola variazione della temperatura, ma se cambiamo tipo di termometro la musica cambia. Se proviamo a misurare la temperatura con un termometro digitale ci accorgiamo delle variazioni di temperatura solo quando esse superano il valore indicato dall’ultima cifra dello strumento.

Un termometro digitale infatti ha un display con dei numeri che consentono la visualizzazione di una cifra dopo la virgola, pertanto è impossibile, con un termometro come quello in figura, stabilire se la temperatura ha un valore di 37,15 °C ma possiamo solo leggere 37,1 o 37,2.

Con i due termometri possiamo misurare la stessa grandezza fisica in maniera analogica o digitale. Nel primo caso siamo in grado di rilevare tutti i valori assunti dalla grandezza che possono essere infiniti, nel secondo invece abbiamo la possibilità di misurare la grandezza con un numero ben definito di valori e pertanto con dei valori “discreti” (cioè discontinui perché saltano da un numero al successivo).

Sempre considerando il termometro digitale immaginiamo ora un termometro che ha due sole cifre in grado perciò di misurare temperature che vanno da 0 a 99°C. Anche in questo caso avremmo dei valori discreti discontinui tra di loro, perciò non potremmo mai rilevare una variazione di temperatura di mezzo grado. Saremmo portati a pensare che un termometro digitale non sia perciò preciso, ma la precisione è un altra cosa, in quanto questo termometro potrebbe fornirci ad esempio un valore di temperatura di 50°C quando siamo esattamente a questa temperatura, senza però accorgerci di eventuali piccole variazioni.

Credo che con questo esempio tutti possiamo aver compreso la differenza tra analogico e digitale. Con il primo termine indichiamo qualcosa che varia in maniera continua e che può assumere infiniti valori, con il secondo termine invece qualcosa che può assumere solo valori ben definiti. Nell’immagine che segue vediamo una variazione analogica rappresentata da una linea continua ed una digitale rappresentata da gradini che identificano il valore della grandezza in un determinato istante di tempo.

Da questa definizione possiamo perciò cominciare a trarre qualche conclusione, la prima rappresenta la dicitura nella definizione di analogico “infiniti valori”. Se ci sono infiniti valori risulta difficile se non impossibile ad esempio memorizzarli, e conseguentemente anche elaborarli con formule matematiche quando necessario.

Cosa ben diversa invece per il digitale, essendoci dei valori discreti ben definiti siamo in grado di memorizzarli e di elaborarli, pensiamo un attimo al termometro digitale con due cifre di prima, è molto facile e semplice memorizzare in un qualsiasi modo i 100 valori possibili.

Ed infatti è proprio qui la differenza, non c’entra nulla la precisione, in entrambi i casi potremmo essere più o meno precisi, ma il grosso vantaggio del digitale sta nel fatto che tutte le grandezze rilevate possono essere convertite in numeri e pertanto memorizzate, elaborate e modificate.

Pensiamo ad una macchina fotografica con il vecchio rullino messa di fronte ad una macchina digitale.

Nel primo caso la pellicola del rullino ha impressa una foto con tutte le possibili sfumature, se dovessimo ingrandire l’immagine non vedremmo i pixel che compongono l’immagine, nel secondo caso invece con l’immagine ingrandita ci accorgeremmo che essa è formata da tanti puntini (pixel) a cui sono associati dei numeri che identificano il colore, il contrasto, la luminosità e così via.

Nel primo caso abbiamo una foto sicuramente realistica ma con nessuna possibilità di modifica o di memorizzazione, nel secondo caso invece possiamo memorizzare, modificare ed anche migliorare la foto, certo è che se vogliamo avere una buona qualità i pixel devono essere tanti e piccoli, con un conseguente maggior numero di numeri da trattare e memorizzare.

Per questo motivo oggi siamo passati tutti al digitale, le foto, i filmati, la musica, i valori misurati da un termometro o da un qualsiasi altro strumento, la nostra voce trasmessa dal telefonino, insomma tutto è digitale, perché tutto deve essere memorizzato, elaborato o modificato.

Ora resta da vedere e da capire in quale modo riusciamo oggi a memorizzare ed elaborare tutti i numeri associati alla grandezza digitale, posso anticipare che per memorizzare queste grandezze viene utilizzato il più semplice sistema numerico e cioè quello composto da due sole cifre 0 e 1, il sistema binario, e questo perché il linguaggio dei nostri computer è basato su queste due cifre grazie alle quali riusciamo ad elaborare numeri complessi di ogni ordine di grandezza, ma per spiegare il funzionamento del sistema binario composto dal suo mattoncino (bit) servirà un altro articolo.

Grazie per l’attenzione