1.2　数模转换

随着计算机和网络的普及，现实世界的模拟数据需要保存到计算机中，然后经过计算处理后在网络上共享、传播。这个过程需要将模拟信息转换为数字数据，也称为数模转换过程，有些书籍、论文中也称为数字化过程。

模拟信息转换为数字数据，需要采样（sampling）和量化（quantization）两个步骤。采样也称为取样或抽样，是将无限的、连续的模拟信息转换为有限的、离散的数据。例如，将时间轴上连续的信号每隔一定的时间间隔抽取出一个信号的样本，使其成为时间上离散的序列。量化是将信号的连续取值近似为有限个离散值的过程。

采样过程中涉及采样率的概念，即抽取信号的时间间隔。量化过程中涉及位深的概念，即量化的等级。为了方便计算机处理，量化一般为2的整数次幂。如将纸质黑白图片输入计算机时要进行数模转换，采样率即图片分辨率，量化即为灰度级。将声音输入计算机时，采样率即多长时间的间隔获取一个声音属性，量化即为声音的幅度属性。采样率和位深决定模拟信息转换为数字数据的质量，采样率越高、位深越大质量越好，但存储文件会增大，计算机处理和网络传播都会受到影响。所以，考虑到人眼和人耳的辨识能力、数字文件的大小、计算机的处理能力和网络传播速度等原因，采样率和位深有一个理想的数值，如为获取CD音质的音频采样率一般是44100Hz，即每秒采样44100个；位深是16比特，即将声音的振幅分为65536（216）个等级。

模拟数据在读取时，由于测量设备的原因，只能是一个近似值。经过数模转换后，很多信息不能被精确地表示，也是一个近似值。