A jelről általában
A jel fogalmát nagyon sok értelemben használjuk. Beszélhetünk fizikai jelről, analóg jelről vagy digitális jelről.
A jel egy kommunikációs csatorna állapotainak egy lehetséges sorozata.
A jelek csoportosítása
Általánosan elmondható, hogy a jel fogalmát a kommunikációban használjuk leginkább, és két kommunikáló eszköz vagy ember ezek segítségével tartja fenn a kapcsolatot egymással. A lényeg, hogy a két kommunikáló között legyen kapcsolat, és ezt a kapcsolatot a jelek segítségével tartjuk fenn. Az emberek például a beszéd útján is kommunikálnak egymással. A jel a hang, amit értelmezünk, és képesek vagyunk reagálni rá.
A fizikai jel valamilyen fizikai mennyiség időbeli változása.
Kód
A kommunikáció során az egyik fél az üzenetet valamilyen jelrendszerbe kódolja, a másik fél felfogja és értelmezi a jeleket, tehát visszaalakítja, másképpen dekódolja. A folyamatban lényeges, hogy megértsék egymást. Ha egy magyar embertől angol nyelven kérnek vizet, de nem tud angolul, képes lesz a jelek fogadására, de nem lesz képes értelmezni, dekódolni. Viszont ha ugyanezt elmutogatják számára, azaz más jelrendszert használnak, bemutatja, hogy valaki egy pohár vizet emel a szájához, már képes lesz ezeket ezeket a jeleket dekódolni, és helyesen reagálni. A különböző jelrendszerekből származó jelek egyszerre több csatornán keresztül is érkezhetnek, ezek még jobban segíthetik a dekódolás folyamatát.
A kódolás olyan eljárás, amelynek során valamit egy szabályrendszert követve egy jelrendszer elemeire alakítunk át.
A dekódolás olyan eljárás, amelynek során az érkező jeleket, az üzenetet vevő számára értelmes információvá alakítjuk át.
Jelátalakítás az informatikában
Az informatikában többnyire digitális jeleket alkalmazunk. A digitális jelet diszkrét jelnek is nevezzük. A számítógépek számára minden információt számokká kell alakítanunk, ezt hívjuk digitalizálásnak. A digitális számítógép csak ezután lesz képes feldolgozni az adatokat. A számítógép tehát minden információt, a szöveget, a hangot, a képet, a videót számokká alakítja a digitalizálás során. De milyen számokat alkalmazunk? A kódoláshoz egy olyan módszert kell alkalmazni, amely bármilyen típusú információ átkódolását lehetővé teszi, és egyszerűen kezelhető. Ehhez a kettes számrendszer számait, az egyest és a nullát használjuk (1, 0). Ezt a kódot nevezzük bináris kódnak.
Neumann-elvek
A bináris kód alkalmazását és a digitalizálás általános feltételeinek megteremtését részben Neumann Jánosnak köszönhetjük. Ő írta le rendszerezve azokat az alapelveket, amelyek segítségével a mai gépek működnek. Nézzük meg ezeket!
A számítógép ne csupán egy (vagy néhány) célfeladatra legyen alkalmas, "tudását" feladattól függetlenül, a megfelelő program segítségével hasznosíthassuk, gyors és megbízható működését elektronikus megoldással biztosítsuk. Az univerzális, programozható, elektronikus számítógép tartalmazza az alábbi részegységeket: vezérlőegység (a működéséhez szükséges feladatok irányításához, koordinálásához), számolóegység (a logikai és számítási feladatok ellátásához), tárolóegység (memória, majd háttértárak) bemeneti és kimeneti egység (a külvilággal, a felhasználóval való kapcsolattartáshoz). A fenti elvekben tehát az egyik legfontosabb feltétel, hogy bármilyen feladat ellátására alkalmas legyen a számítógép.