ملخص التناظري والرقمي — أولى ثانوي

مقدمة

الوحدة السادسة: تصميم المعلومات — الموضوع 6-1

قارن بين ساعة بعقارب تتحرك بسلاسة دون توقف، وساعة رقمية تقفز أرقامها من 10:59 إلى 11:00 مباشرة. الأولى تناظرية والثانية رقمية. هذا الفرق البسيط هو مفتاح فهم كيف يخزن الحاسوب الصور والأصوات والنصوص.

أهداف التعلم

أن تميز بين الكميات والبيانات التناظرية والرقمية.
أن تعرّف التحويل من تناظري إلى رقمي ومن رقمي إلى تناظري.
أن تذكر مزايا البيانات الرقمية.
أن توضح لماذا يستخدم الحاسوب النظام الثنائي.

شرح الدرس

التناظري

التناظري (Analog) يصف الكميات التي تتغير تدريجيًّا وبشكل مستمر ويمكن قياسها بدقة فائقة، مثل الكتلة والوقت ودرجة الحرارة. فبين 20 و21 درجة توجد قيم لا نهائية: 20.5 و20.51 و20.512… والبيانات الممثلة بهذا الشكل تسمى البيانات التناظرية.

الرقمي

الرقمي (Digital) يصف الكميات التي تتغير بخطوات محددة ومنفصلة وتُمثل بالأرقام. والبيانات الممثلة بهذا الشكل تسمى البيانات الرقمية.

وجه المقارنة	التناظري	الرقمي
طريقة التغير	مستمر وتدريجي	خطوات منفصلة
أمثلة	ساعة العقارب، ترمومتر الزئبق، صوت الإنسان	الساعة الرقمية، الترمومتر الرقمي، ملف MP3

التحويل بين الشكلين

التحويل من تناظري إلى رقمي (A/D conversion) أو الرقمنة: تحويل البيانات التناظرية إلى رقمية، مثل الميكروفون المتصل بالحاسوب الذي يحول صوتك إلى أرقام.
التحويل من رقمي إلى تناظري (D/A conversion): تحويل البيانات الرقمية إلى تناظرية، مثل السماعة التي تحول ملف الصوت الرقمي إلى موجات صوتية تسمعها.

مزايا البيانات الرقمية

يمكن نسخها دون أن تفقد جودتها.
يسهل تعديلها وتحريرها.
يمكن نقلها بكفاءة.
يمكن دمج أنواع مختلفة من الوسائط (نص وصورة وصوت وفيديو) معًا.

النظام الثنائي

النظام الثنائي (Binary) طريقة لتمثيل الأعداد باستخدام رقمين فقط: $0$ و $1$ . وفي الحاسوب تُمثل كل البيانات، سواء كانت أرقامًا أو حروفًا أو أصواتًا أو صورًا، بالنظام الثنائي؛ لأن دوائره الإلكترونية تعمل بحالتين فقط يسهل تمييزهما: وجود جهد كهربي (1) أو عدم وجوده (0).

أمثلة وتطبيقات

تسجيل صوتك في رسالة صوتية: صوتك موجة تناظرية ← الميكروفون والهاتف يحولانها إلى رقمية (A/D) ← تُرسل الأرقام ← هاتف صديقك يحولها إلى تناظرية (D/A) عبر السماعة.
صورة قديمة: عندما تصورها بالماسح الضوئي تصبح صورة رقمية يمكنك نسخها وتعديل ألوانها وإرسالها دون أن تتلف، بعكس الصورة الورقية.
قياس الحرارة: الترمومتر الزئبقي يُظهر ارتفاعًا مستمرًا للزئبق (تناظري)، أما الترمومتر الرقمي فيعرض 37.2 ثم 37.3 (خطوات منفصلة).

ملاحظات مهمة

التحويل إلى رقمي يأخذ عينات من القيم المستمرة، فكلما زادت الخطوات اقتربت النسخة الرقمية من الأصل.
كلمة “رقمي” لا تعني فقط وجود أرقام على الشاشة، بل تعني أن القيمة تتغير بخطوات منفصلة.

المفاهيم الأساسية

التناظري: تغير مستمر، والرقمي: تغير بخطوات منفصلة.
A/D (الرقمنة): من تناظري إلى رقمي، وD/A: من رقمي إلى تناظري.
مزايا الرقمي: نسخ دون تلف، تحرير سهل، نقل بكفاءة، دمج الوسائط.
الحاسوب يمثل كل البيانات بالنظام الثنائي (0 و1).

ملخص الدرس

الكميات في الطبيعة غالبًا تناظرية تتغير باستمرار، أما الحاسوب فيتعامل مع بيانات رقمية تتغير بخطوات منفصلة وتُمثل بالنظام الثنائي. ونتنقل بين الشكلين بالتحويل من تناظري إلى رقمي ومن رقمي إلى تناظري، وتتميز البيانات الرقمية بسهولة نسخها وتعديلها ونقلها ودمجها.

أسئلة للتدريب

فرّق بين التناظري والرقمي بمثالين.
ما المقصود بالرقمنة؟ اذكر جهازًا يقوم بها.
اذكر ثلاث مزايا للبيانات الرقمية.
لماذا يستخدم الحاسوب النظام الثنائي؟
صنّف: ساعة العقارب، ملف صورة على الهاتف، شريط كاسيت قديم، الترمومتر الرقمي.