فرکانس چیست؟ (What is Frequency)

مطمئنم تا به حال کلمه Hz را در مباحث مختلف کامپیوتر دیده‌اید. من برخی از جاها را که بیشتر این کلمه را می‌بینید، نمایش می‌دهم:

- این تصویر از بخش مشخصات سیستم گرفته شده است. می‌ینید که قدرت پردازشگر سیستم من را 2.4GHz نوشته است. (G یعنی گیگا و گیگا یعنی میلیارد)

- اگر از کنترل پنل به Display Properties و سپس به تب Settings (جایی که رزولوشن مانیتور را تغییر می‌دهید) بروید و روی دکمه Advanced کلیک کنید و به تب Monitor بروید، چنین صحنه‌ای را مشاهده خواهید کرد:

- این تصویر نیز از نرم افزار Sound Forge گرفته شده است. وقتی می‌خواهید یک صدا را ضبط کنید، می‌پرسد نرخ نمونه برداری چند هرتز باشد؟

و در بخش‌های مختلف دیگر؛ مثل سرعت انتقال در شبکه‌های کابلی و بی‌سیم و ... کلمه Hz را می‌بینید.

اگر از شما بپرسند Hz یعنی چه، احتمالاً خواهید گفت یعنی هرتز (Hertz) که واحد اندازه‌گیری فرکانس است.

بعد، از شما می‌پرسند فرکانس یعنی چه؟

در حقیقت می‌خواهند بدانند وقتی گفته می‌شود قدرت یک پردازشگر 2.4 میلیارد هرتز است یعنی چه؟
وقتی گفته می‌شود نرخ بازسازی (Refresh Rate) مانیتور شما 60 هرتز است یعنی چه؟
وقتی گفته می‌شود یک صدا با نرخ نمونه‌برداری 44100 هرتز ضبط شده است یعنی چه؟

فرکانس یعنی چه؟

برخی کلمات به ویژه در مباحث کامپیوتری هستند که در مباحث مختلف معنای متفاوتی دارند. فرکانس نیز از آن دسته است.

فرکانس یک تعریف عمومی (General) دارد که عبارت است از: Cycles Per Second یعنی تعداد چرخه در ثانیه. در کل تعریف عمومی فرکانس تعداد تکرار یک کار تکراری در واحد زمان است. (که معمولاً واحد زمان را ثانیه می‌گیرند)

به طور مثال اگر شما بتوانید در یک ثانیه 10 بار دست‌هایتان را به هم بزنید، فرکانس شما در این مبحث 10 هرتز می‌شود.

پس هر گاه خواستید فرکانس را در یک مبحث خاص تعریف کنید، باید ببینید چه کاری در یک ثانیه تکرار می‌شود.

حالا بد نیست فرکانس را در تصاویر و مثال‌های بالا تعریف کنیم.

وقتی گفته می‌شود قدرت CPU شما 2.4 میلیارد هرتز است یعنی این CPU قادر است در هر ثانیه 2.4 میلیارد دستورالعمل را پردازش کند. (منظور از پردازش دستورالعمل این است که مثلاً دو عدد باینری را با هم جمع کند و نتیجه را به دست آورد)

وقتی گفته می‌شود نرخ بازسازی صفحه در مانیتور شما 60 هرتز است یعنی در هر ثانیه 60 بار کل صفحه مانیتور شما پیکسل به پیکسل از بالا به پایین با رنگ جدید جایگزین می‌شود. طبیعتاً 60 بار در ثانیه آنقدر سریع است که چشم شما احساس نمی‌کند و شما فکر می‌کنید دائماً یک صحنه ثابت دارید می‌بینید. در حالی که این صحنه حداقل 60 بار در هر ثانیه دوباره بازسازی می‌شود. (هر چه این گزینه را روی عدد بیشتری تنظیم کنید، چشم شما کمتر چشمک‌زدن‌های مانیتو را احساس می‌کند و چشم شما کمتر خسته می‌شود، پس همین حالا آن را به نهایت عددی که پشتیبانی می‌کند، افزایش دهید تا چشمانتان راحت شود)

وقتی گفته می‌شود یک صدا با نرخ نمونه برداری (Sampling Rate) برابر با 44100 هرتز ضبط شده است یعنی برای تبدیل صدای شما که آنالوگ است، به صدای کامپیوتری که دیجیتال است، از موج صدای شما 44100 بار در ثانیه نمونه گرفته‌اند و این نمونه‌ها را به اعداد باینری تبدیل کرده‌اند و روی حافظه ذخیره کرده‌اند. (البته این، بحث پیچیده و البته شیرینی دارد که پیشنهاد می‌کنم بحث تبدیل آنالوگ به دیجیتال را در جزوه شبکه دانشگاهی در این آدرس مطالعه کنید)

یا مثلاً وقتی گفته می‌شود فرکانس یک سیگنال که به گوشی موبایل شما یا رادیوی شما می‌رسد، 9 میلیون هرتز است یعنی میدان آن موج در هر ثانیه 9 میلیون بار تغییر می‌کند. (در تعریف ساده‌تر می‌شود گفت آن موج 9 میلیون بار در ثانیه مولکول‌های هوا را جا به جا می‌کند و این جا به جا شدن به گوشی شما می‌رسد و ترجمه می‌شود به لرزش‌های کمتر که گوش شما بتواند بشنود)

امیدوارم مفهوم فرکانس به خوبی مشخص شده باشد. فرکانس یعنی تکرار یک کار در ثانیه. حالا این کار ممکن است در هر مبحثی چیز متفاوتی باشد.

موفق باشید؛
حمید رضا نیرومند