Компьютеры понимают только два числа, 0 и 1, и выполняют все свои арифметические операции в двоичном режиме. Многие электрические и электронные устройства имеют два состояния: они либо выключены, либо включены. Примером может служить выключатель света, а также вакуумные трубки и транзисторы. Поскольку компьютеры с самого начала были основным применением интегральных схем, цифровые интегральные схемы стали обычным явлением. Поэтому стало легко разрабатывать электронные системы, которые используют цифровой язык для управления своими функциями и для связи с другими системами.
Основное преимущество цифровых методов заключается в том, что точность потока цифровых сигналов можно проверить и, при необходимости, исправить ошибки. В отличие от этого, сигналы, которые изменяются пропорционально, скажем, звучанию оркестра, могут быть испорчены «шумом», который невозможно удалить. Примером может служить звук фонографической пластинки, которая всегда содержит посторонние звуки с поверхности канавки для записи, даже если пластинка новая. По мере износа шум становится более выраженным. Иначе обстоит дело со звуком цифровой записи на компакт-диске. Не слышно ни одного звука, которого не было бы в студии звукозаписи. Диск и проигрыватель содержат функции коррекции ошибок, которые удаляют любые неправильные импульсы (возможно, возникающие из-за пыли на диске) из информации при ее считывании с диска.
По мере того как электронные системы становятся все более сложными, необходимо устранять ошибки, вызванные шумом, иначе системы могут выйти из строя. Многие электронные системы должны работать в условиях электрического шума, например, в автомобиле. Единственный практический способ обеспечить защиту от шума — сделать такую систему цифровой. В принципе, можно исправить любое произвольное количество ошибок, но на практике это может оказаться невозможным. Количество дополнительной информации, которую необходимо обработать для коррекции большого числа ошибок, снижает возможности системы по обработке нужной информации, поэтому приходится искать компромиссы.
Следствием настоящего взрыва в количестве и видах электронных систем стал резкий рост уровня электрического шума в окружающей среде. Любая электрическая система генерирует некоторый шум, и все электронные системы в той или иной степени подвержены воздействию шума. Шум может распространяться по проводам, подключенным к системе, или излучаться через воздух. При проектировании систем необходимо ограничивать количество генерируемого шума и должным образом экранировать систему, чтобы защитить ее от внешних источников шума.
