アナログとデジタル

背景・歴史

自然界の音、光、温度といった多くの現象は、途切れることなく連続的に変化する「アナログ」な量です。時計の針が滑らかに動くアナログ時計や、水銀の高さで温度を示すアナログ温度計は、この連続的な量を、別の連続的な量（針の角度や液面の高さ）に対応させて表現しています。一方、コンピュータは電気信号の「オン・オフ」という飛び飛びの状態しか扱えないため、連続的なアナログの情報を、段階的に区切った「デジタル」の値に変換する必要があります。この変換技術の発展とともに、20世紀後半から様々な情報がデジタルデータとして記録・処理されるようになりました。

なぜこの考え方が使われるようになったのか

アナログの情報は、直感的で自然な表現ができる一方、複製を重ねるたびに劣化しやすく、正確に保存したり、離れた場所に送ったりするのが難しいという弱点があります。デジタルの情報は、数値として扱えるため、複製しても劣化しにくく、コンピュータによる編集・加工・送信が容易になるという大きな利点があります。この利点を活かすために、様々な情報をアナログからデジタルへ変換する技術が発展し、社会に広く普及しました。

もう少し詳しく見てみる

• アナログ：連続的に変化する量をそのまま、または別の連続的な量に対応させて表現する方式。アナログ時計、アナログレコードなどが例に挙げられます。
• デジタル：連続的な量を、一定の間隔で区切り、飛び飛びの値（多くの場合は二進数）として表現する方式。デジタル時計、CDの音楽データなどが例に挙げられます。

アナログの情報をデジタルに変換する際には、一定の間隔で値を取り出す「標本化」、取り出した値を段階的な数値に当てはめる「量子化」、それを二進数のビット列に変換する「符号化」という手順が必要になります。この変換の際、元のアナログの情報を完璧に再現することはできず、標本化の間隔や量子化の段階数に応じた、わずかな情報の欠落（誤差）が生じることも理解しておく必要があります。

関連して知っておきたいこと

アナログの情報をデジタルデータに変換する具体的な手順は、標本化・量子化・符号化の項目で詳しく扱っています。また、変換された後のデジタルデータは、最終的に二進法によって表現され、コンピュータの中で処理されています。