デジタルは「0か1」は間違いですか

質問

あるところに「デジタルの仕組みは0か1です」と書いたら、友人からそれは間違いで、
デジタルは決して「０か１」ではない。電圧の１Ｖが０で、５Ｖが１になる。この差をスイッチングすることで０、１を作り出すわけです。しかも、必ずしも１Ｖではなく０.９Ｖであったり１.１Ｖであったりする。５Ｖも同様で、４.９Ｖや５.１Ｖであったりする。
と、指摘されました。ほんとうにデジタルは「0か1」というのは間違いなのでしょうか。電圧が違ってもデジタル回路は無理やり「0か1」に設定してしまうのだと思っていますが。素人なので、そのあたりのことはわかりません。教えてください。

回答No.8

mimiger · ベストアンサー

その友人が違う話を一緒くたにしてるだけです。
デジタルがどうした、という認識以前に文章としておかしいです。

>デジタルは決して「０か１」ではない。電圧の１Ｖが０で、５Ｖが１になる。この差をスイッチングすることで０、１を作り出すわけです。

の部分と

>しかも、必ずしも１Ｖではなく０.９Ｖであったり１.１Ｖであったりする。５Ｖも同様で、４.９Ｖや５.１Ｖであったりする。

の部分のつながりに脈絡がありません。
何が「しかも」なのか分かりません。
デジタルが0か1である事と、
>電圧の１Ｖが０で、５Ｖが１になる。この差をスイッチングすることで０、１を作り出すわけです。
の部分が相反する内容でないと文章として成立しないはずですが、
0か1を電圧で表現する方法を説明しているだけなので相反していません。
「しかも」が「しかし」であれば話はつながりますが、電圧が一定ではないからどうなんだ、
と言う部分が欠落しているので全体として文章の筋が通っていません。
電圧が一定ではないからデジタルは0か1ではない、とする理由が全く説明されていないからです。
電圧が必ずしもきっかりの数値になる訳では無い事は事実ですが、
それがデジタルデータが結局の所0か1になる事を否定する材料にはなりません。
認識としてはあなたの考えでいいかと思います。
きっかりの数値でなくとも「差がある」事で識別可能と言う事です。
その差の誤差をどこまで許容するかは別の話です。

お礼

ご丁寧な回答、ありがとうございました。
特に「電圧が一定ではないからデジタルは0か1ではない、とする理由が全く説明されていないからです。電圧が必ずしもきっかりの数値になる訳では無い事は事実ですが、それがデジタルデータが結局の所0か1になる事を否定する材料にはなりません。」の部分は、私も疑問に思っていましたので、大変参考になりました。

回答No.11

hillton

Ｎｏ５です。

>「0か1」にしないと分解能が追いつかないのですね。

もしかして勘違いされてるかもしれませんので、、、。
「０」→4.9v　「１」→5.0v と書いたのは、4.9vの時を「０」とし、
5.0vの時を「１」とするという意味です。しかし、計測で0.1vで差を
見つけるのは非情に難しい、つまり分解能が無いので、
「０」→0v 「１」→5.0v みたく５ｖ差を持たせたりしてるのが現状です。

お礼

重ねてのご回答、ありがとうございました。
よくわかりました。

回答No.10

siddhaartha

アナログとは・・・連続した量を他の連続した量で表示すること
デジタルとは・・・連続した状態を示す量を数値化して表示すること

要するに、デジタルとは＃５さんの仰るように連続量を
ある一定の閾値で離散して数値化することです。
時計を例にとって考えてみると、数字だけで表すのが
デジタル時計なのはご存知ですよね？

では、なぜ数字だけなのはデジタルなのか。
デジタル時計は通常００：００形式で「分」が最小単位です。
でも、時間は連続した量であり「秒」も「ミリ秒」もある。
だから「分」以下を６０秒（閾値）を超えるか／超えないかで
表現している（離散）しているわけです。

その友人が言いたいのは、「デジタルは０か１の２進法だけでなく
１６進法でも時計のように６０進法でも表現出来るよ」ということだと思います。

でも、その説明としての後半が矛盾しているからこんがらがる。
＞電圧の１Ｖが０で、５Ｖが１になる。この差をスイッチング
＞することで０、１を作り出すわけです。
＞しかも、必ずしも１Ｖではなく０.９Ｖであったり１.１Ｖであったりする。
＞５Ｖも同様で、４.９Ｖや５.１Ｖであったりする

前半部分で電圧を０、１の２進法で表現すると定義しているのに
後半で０．９V－１．０V－１．１Vの連続量（アナログ）を持ち出すから
おかしくなるのです。

電圧を２進法でデジタル表現するならば、閾値は１つ。
「１Vが０、５Vが１」ではなく、「ある閾値（例えば３V）より下が０、
以上が１」と言うのが正解です。

要するに結論を言うと、２進法の話をするならば、質問者さんの言うように
「電圧が違ってもデジタル回路は無理やり「0か1」に設定してしまう」で
正解です。だって、それがデジタルの仕組みだから。
でも、閾値を増やせば０か１か２というデジタル表現も可能だと言うことです。

お礼

ご丁寧な回答、ありがとうございました。
特に「前半部分で電圧を０、１の２進法で表現すると定義しているのに
後半で０．９V－１．０V－１．１Vの連続量（アナログ）を持ち出すからおかしくなるのです」は説得力がありました。

回答No.9

noname#111369

その友人が云っている事は、オセロゲームの駒の色や碁石の石を何が良いのかの話のようですね。
白と黒の２種類を区別できれば良いのですから、素材や色は微妙に違っても良いのです。

更にデジタルは電圧以外も有るでしょう、例えば電波や光ファイバーの中の光です。
そのような話まで拡大すれば、もはや、電圧が５Ｖとかそのようなレベルでは無くなりますからね。

二進法で数を表記する時は［０と１］や［有と無］や［ＡとＢ］など出来ると話せば、
「いや、桁が埋まっていない部分には［空白］が入るから、表記の場合は３つで表されている」と
屁理屈を捏ねる様な会話なら話す相手を換えた方が良いかも知れませんね。

その友人さんは、どうやって二進法を回路等にするかという事に先走る癇があるのかな？。

お礼

具体的でご丁寧な回答、ありがとうございました。
特に「白と黒の２種類を区別できれば良いのですから、素材や色は微妙に違っても良いのです。更にデジタルは電圧以外も有るでしょう、例えば電波や光ファイバーの中の光です。そのような話まで拡大すれば、もはや、電圧が５Ｖとかそのようなレベルでは無くなりますからね。」の部分は大変よくわかりました。

回答No.7

moon_night

電圧ってデジタルではなく、アナログなのでは？

回答No.6

hirorin00

はじめまして

ジュースがたくさんあって、「これを炭酸と非炭酸のモノに分けてください」といわれたら、飲んだり、泡をみたりして分けますね。
でも、炭酸に分けた方にも炭酸の濃度の濃いのも薄いのもありますし、非炭酸にも厳密に言えば微量に炭酸はとけ込んでいるはずです。

しかし、炭酸か非炭酸か、ということでは白黒がはっきり２つに分けることができますよね。

たとえは適切ではないですが、それと同じことといえると思います。

的外れでしたらごめんなさい。

お礼

ご回答、ありがとうございました。
「炭酸か非炭酸か、ということでは白黒がはっきり２つに分けることができますよね。」はわかりやすくてよかったです。

回答No.5

hillton

アナログが、数や量を連続的な物理量（長さ・角度・電流など）で表現する方式なのに対し、
デジタルは、数や量を有限桁数の離散数値で表現する方式です。

と言う事で、デジタルは離散数値で表現するのがミソで、たまたま
コンピュータで扱う場合に2進法の方が都合が良いから０と１を使ってますが
デジタル＝２進法離散数とは限りません。

従って、この↓は、
>電圧の１Ｖが０で、５Ｖが１になる。この差をスイッチングすることで０、１
>を作り出すわけです。しかも、必ずしも１Ｖではなく０.９Ｖであったり１.１Ｖで
>あったりする。５Ｖも同様で、４.９Ｖや５.１Ｖであったりする。

２進法離散数でデジタル回路を構成する際の単なるひとつの仕様であって、要は、
「０」と「１」が区別できればなんでも良い訳です。例えば、分解能が追いつくなら
「０」→4.9v
「１」→5.0v とかでも理論上はＯＫですが、通常は、分解能が追いつかないために
もっと離れた電圧を設定してます。

お礼

具体的なご回答、ありがとうございました。
特に、「要は、「０」と「１」が区別できればなんでも良い訳です。例えば、分解能が追いつくなら「０」→4.9v　「１」→5.0v とかでも理論上はＯＫですが、通常は、分解能が追いつかないためにもっと離れた電圧を設定してます。」
の部分は説得力がありました。「0か1」にしないと分解能が追いつかないのですね。

回答No.4

X-trail_00

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%87%E3%82%B8%E3%82%BF%E3%83%AB
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%87%E3%82%B8%E3%82%BF%E3%83%AB%E5%9B%9E%E8%B7%AF

情報処理でデジタルというと2進数で考えるので１か０です。

回路では電源電圧とグランドで１と０を表す。

どちらかというと友達の指摘は的外れ！？
電圧がどうであれ0か1で表現することに間違いは無いと思います。

お礼

百科事典のサイトまで教えていただき、ありがとうございました。

回答No.3

bhm27891

どちらも正しいと言うべきか如何か、、、
一般的にデジタル信号は1か0の組み合わせで、、と表現するのが正しいと思います。

1と0を識別するのに電子回路の中では
0ないし1Vを0　5V前後を1と表現するのは電子回路の中で1と0を区別する
方法で此の場合　正論理の回路だと言います、逆の場合は負論理と言います。
要はとちらでも良い訳でトランジスター、TTL IC 等では正論理
C-MOSなどを使って回路を設計する場合は負論理で使う場合がおおいです。
電圧にしろ5Vなのかどうかも設計者の考え、用途、趣味?? で変わるもので

一般人が論議するときはゴチャゴチャ言わずに
デジタルの仕組みは0と1の組み合わせとした方が妥当ですね。
此れで何の不都合も無いでしょ。

お礼

簡潔なご説明、ありがとうございました。
「一般人が論議するときはゴチャゴチャ言わずにデジタルの仕組みは0と1の組み合わせとした方が妥当ですね。此れで何の不都合も無いでしょ。」とお書きになっていますが、私もちらっと、そう思ったりしました。

回答No.2

麻野 なぎ（@AsanoNagi）

そういった話題であれば、「デジタルは、0 か 1」という理解で良いと思います。別の話題としては、0v と 5v の間を、16 とか 256 とか 1024 とかに分割して表現できるということもありますが、そういう話題ではないようで。

ただ、友人のおっしゃったことも、実務の上では頭に置いておく必要があります。
というのは、いかに、デジタル回路といえども、実際の回路はアナログ的な原理で動いているからです。
ですから、実務的にいえば、例えば、
0.8v 以下は 0, 3.8v 以上は 1 だったりします。
具体的な値は、IＣや回路で変わってきます。
すると、この間の、2v や 3v はどうなんだという気がしますが、これは、「保証しない」ということです。

また、デジタル的に「１」だったとしても、そのときの信号はやはり、（例えば） 3.8v 以上のどれかということで、確かに、4.9v だったり、5.1v だったりする可能性はあります。
また、いろいろな IC をつなぐと、「駆動能力」の関係で、だんだん電圧が下がってきて、出力側は 「１」のつもりなのに、受け取る方は「０」になってしまったりします。（普通はそうならないようにします）

さらにいえば、普通デジタル回路の信号といえば、0v と 5v のかくかくした信号を思い浮かべると思いますが、回路自体はアナログ的な原理で動いていますから、けっこう「ぐちゃぐちゃ」な波形です。
また、瞬間的に出たり入ったりという部分もあって、これを、どう判断するかという問題もあります。

そういうわけで、デジタルの仕組みは 0, 1 なのですが、回路はアナログ的に動いているので、作り出す電圧は、結構ふらつく。
そのふらついた電圧を、0, 1 に丸めて処理できるので、デジタル回路はアナログ回路より、ノイズの影響に強いということになります。

お礼

初心者でも理解できるようなご回答、ありがとうございました。
「いかに、デジタル回路といえども、実際の回路はアナログ的な原理で動いているからです。ですから、実務的にいえば、例えば、0.8v 以下は 0, 3.8v 以上は 1 だったりします。具体的な値は、IＣや回路で変わってきます。すると、この間の、2v や 3v はどうなんだという気がしますが、これは、「保証しない」ということです。」
以上の部分は新鮮でした。デジタルといえどもアナログの原理で動いているのですね。

回答No.1

midomaru

回路基盤とかの技術者では無いので自分の意見としてですが
デジタルとは「0 or 1」のデータの集まり
電圧の話ですが、4.9Vや5.1Vになる誤差は生じるが
それを「1」のデータとして扱う。
と自分は考えていました。

データとしては「0 or 1」
電圧としては、「1V or 5V」では無いということではないでしょうか

お礼

早速のご回答、ありがとうございました。
「デジタルとは「0 or 1」のデータの集まり、電圧の話ですが、4.9Vや5.1Vになる誤差は生じるがそれを「1」のデータとして扱う。
と自分は考えていました。」
の部分はわかりやすかったです。