第三卷17章父子两聊数字信号
在一个时阴时晴的日子里，胖乎乎的谭灰晨和他的灰不溜秋的儿子落灰，出门散步，一路上两人说说笑笑，不知不觉就走到了一个小巷子里。突然，一只流浪狗冲了出来，吓得落灰哇哇大叫。谭灰晨赶紧抱住儿子，安抚他的情绪。就在这时，他们发现地上有一个闪闪发光的东西，走近一看，竟然是一个钱包。
谭灰晨捡起钱包，打开一看，里面装满了现金和银行卡。他四下张望，却不见失主的踪影。落灰好奇地问：“爸爸，我们该怎么办？”谭灰晨想了想，说：“我们应该找个警察，把钱包交给他们，让他们帮忙找失主。”
于是，他们来到附近的警察局，把钱包交给了警察。警察表扬了他们，说他们是好人。谭灰晨和落灰高兴地离开了警察局，继续他们的散步。
走着走着，他们路过了一家电脑店。落灰眼睛一亮，拉着谭灰晨的手说：“爸爸，你看那家店里有好多电脑！”谭灰晨笑着点点头，说：“哎呦，这是家卖电脑的，电脑多有什么好稀奇的，稀奇的是电脑里装的东西，那就是千样万样都有了。”
落灰好奇地问：“是呀，那你懂得电脑里的python吗，你会用python吗？”谭灰晨得意地说：“当然会啊！我还会用python编程呢！”落灰瞪大了眼睛，说：“哇，好厉害！我也想学python编程！”
谭灰晨笑着摸了摸儿子的头，说：“好啊，等咱们回到家里有空的时候老爸就教你python编程。它可简单了，你会了，哎呦，那就可以用python编写很多有趣的程序，比如制作游戏、处理数据等等。”
落灰听得津津有味，眼中闪烁着兴奋的光芒。他们继续走着，谈论着关于python编程的各种奇思妙想。虽然天空中阴云密布，但他们的心情却格外晴朗。
突然天空中下起豆大的雨点，雨越下越大，父子俩手忙脚乱地跑着，灰晨在路边捡到一把破旧的雨伞，却发现根本遮不住两人。谭灰晨看着儿子被雨水淋湿的小脸，心疼地说：“落灰，你瘦跑得快先跑回去，爸爸我可就跑不快，不过我也会在你后面尽量跑的，你跑的时候悠着点，可别摔着了，咱们得快点回家，不然你会感冒的。”
落灰却一点也不在意，他眨着亮晶晶的眼睛，兴奋地说：“爸爸，你看这雨水多好玩啊！我们好像在探险一样！”他故意在泥泞的小路上蹦蹦跳跳，溅起一片片水花。
谭灰晨无奈地摇了摇头，心里却觉得儿子这种无忧无虑的性格真是难得。他加快了脚步，想尽快回到家。就在这时，他们突然发现前方路上有一个巨大的水坑。谭灰晨犹豫了片刻，决定绕路而行。
然而，落灰却不愿意错过这个“探险”的机会。他拉着谭灰晨的手说：“爸爸，我们来跳过去吧！肯定很好玩！”谭灰晨看着儿子兴奋的眼神，心中一动，决定陪儿子疯一把。
于是，父子俩手牵手，深吸一口气，然后猛地跳进了水坑。水花四溅，他们浑身湿透，却发出了欢快的笑声。谭灰晨觉得这一刻的自己仿佛回到了童年，带着一副笑眯眯的表情，他找到了无忧无虑的感觉让他明白生活中没有什么是过不去的坎儿。
回到家里他俩洗了早换了衣服还自己煮了热茶各自喝了一大杯落灰总没忘记给他妈妈的电池充电。谭灰晨洗完早，坐在家中的沙发上，手里拿着一个遥控器，正专注地盯着电视上的数字信号课程。落灰则在一旁好奇地探头探脑，时而摸摸遥控器，时而摸摸电视屏幕。
“爸爸，这是什么呀？”落灰指着电视屏幕上的二进制代码问道。
谭灰晨笑了笑，放下遥控器，把落灰抱到身边，开始详细讲解数字模拟信号的运行原理，以及二进制和十进制的转换。
“二进制啊，就像我们玩的猜拳游戏，只有两种可能，石头和剪刀，或者是布和石头。在二进制里，就只有0和1这两个数字。而十进制，就是我们平时用的数字，从0到9。”谭灰晨用简单易懂的语言，向落灰解释着。
落灰听得津津有味，眼睛里闪烁着好奇的光芒。他似乎已经理解了，又不明白。
然而，生活并不总是那么顺利。
电视机突然坏了，屏幕上显示着一串乱码。谭灰晨尝试了各种方法，却都无法修复。落灰看着爸爸忙碌的背影，心里也充满了担忧。
“爸爸，电视还能修好吗？”落灰问道。
谭灰晨叹了口气，摇了摇头：“可能需要请专业的维修人员来看看了。”
就在这时，灰晨的电话响了起来。谭灰晨接过电话，脸色顿时变得凝重起来。原来，他在工作上遇到了一些麻烦，需要立刻去解决。
看着爸爸离去的背影，落灰心里五味杂陈。他知道，爸爸现在一定很烦恼，但他也相信，爸爸一定会克服这些困难。
就在谭灰晨为工作和电视的事情烦恼不已的时候，落灰却意外地发现了一个奇迹。
他在翻看爸爸的电脑时，无意间发现了一个关于数字信号处理的软件。出于好奇，他尝试着用软件对电视上的乱码进行了处理。没想到，经过一番操作后，电视屏幕上的乱码竟然变成了清晰的画面！
落灰兴奋地叫来了爸爸，谭灰晨看着电视上的画面，简直不敢相信自己的眼睛。他抱着落灰，激动地说：“儿子，你真是个天才！你解决了我们的大问题！
谭落灰眨了眨眼睛，兴奋地说：“爸爸电视好了咱们来看电视吧，你顺便跟我说说二进制，爸爸快告诉我，二进制是怎么转换成十进制的呢？”
谭灰晨看着满脸好奇的谭落灰，笑着点了点头说：“呀哟，当然可以，这有什么呀，来，坐好，爸爸好好和你说说！”
谭灰晨微微一笑，开始解释道：“二进制转换成十进制其实很简单的。我们把每一位上的数码乘以对应的权值，然后再把这些结果加起来，就得到了十进制数。”
谭落灰挠了挠头，有些困惑地问：“权值是什么呀？”
谭灰晨耐心地解释说：“权值就是每一位数码所代表的数值大小。在二进制数中，从右往左数，第一位是2的0次方，也就是1；第二位是2的1次方，也就是2；第三位是2的2次方，也就是4；以此类推。”
谭落灰似乎明白了一些，他试着问：“那，如果我们有一个二进制数101，它转换成十进制是多少呢？”
谭灰晨赞赏地点了点头，说：“很好，你已经开始动脑筋了。对于二进制数101，我们可以这样算：最右边的1乘以2的0次方等于1，中间的0乘以2的1次方等于0，最左边的1乘以2的2次方等于4。然后把这三个结果加起来，就是1+0+4=5。所以，二进制数101转换成十进制就是5。”
谭落灰一拍脑门，恍然大悟地说：“哦！我明白了！那十进制转换成二进制呢？”
谭灰晨笑着说：“十进制转换成二进制稍微复杂一些，但是也很好玩。我们可以用‘除2取余法’来转换。就是把十进制数不断地除以2，直到商为0为止。然后把每一步的余数从低位到高位依次排列起来，就得到了二进制数。”
谭落灰眼睛一亮，迫不及待地说：“快给我举个例子吧！”
谭灰晨点了点头，说：“好的。比如我们要把十进制数10转换成二进制数。首先，10除以2等于5余0；然后5除以2等于2余1；接着2除以2等于1余0；最后1除以2等于0余1。把每一步的余数从低位到高位排列起来，就是1010。所以，十进制数10转换成二进制数就是1010。”
谭落灰听完之后，兴奋地跳了起来：“哇！太神奇了！我学会了二进制和十进制的转换！”
谭灰晨看着满脸喜悦的谭落灰，心里也感到无比欣慰他继续说道：“哎呦，儿子你要记住 对于十进制数d，不断用2去除，记下余数，直到商为0。然后将余数从下到上排列，得到的数就是该数的二进制表示。
例如23，将二进制数 1011 转换为十进制数：
1011 = 1 x 23 + 0 x 22 + 1 x 21 + 1 x 20 = 8 + 0 + 2 + 1 = 11儿子到这还没完我们还要再将十进制数 23 转换为二进制数：
23 ÷ 2 = 11 余 1
11 ÷ 2 = 5 余 1
5 ÷ 2 = 2 余 1
2 ÷ 2 = 1 余 0
1 ÷ 2 = 0 余 1
所以，23 的二进制表示是 10111。
（落灰呆呆地点着头，好像头上压着一块石头一动不动的听着。）
谭灰晨看着他听得呆呆得儿子顿了顿继续说道：“哎呦，儿子，这个二进制是真的很简单，它一种使用数字0和1来表示数值的方法，它是计算机中最基本的表示方式。在二进制中，每一位数字称为一个比特（bit），8位二进制数字组合在一起称为一个字节（byte）。而十进制则是我们日常生活中最常用的表示方法，采用0到9这10个数字来表示数值。”
落灰听完思索了一下好奇地望着他的父亲谭灰晨，一双明亮的眼睛闪烁着对知识的渴望。他歪着小脑袋，问道：“爸爸，什么是波长啊？”
谭灰晨看着儿子抖着自己蓝色横条纹上衣天真无邪的模样，心里暖洋洋的。他放下手中的遥控器，坐直了身子，开始给儿子解释：“哎呦，这个波长啊，这是一个很有趣的概念。你想想看，我们在海边看到的海浪，是不是有时候浪头高，有时候浪头低？就像海浪一样，所有的波动都有它们自己的节奏和周期。”
落灰眨了眨眼睛，似乎有些理解又有些困惑：“节奏和周期？那是什么意思呢？”
谭灰晨笑着摸了摸儿子的头：“节奏就是波动发生快慢的程度，而周期就是波动从开始到结束，再回到开始的那个点所需要的时间。而波长，就是在一个完整的周期内，波动所占据的空间距离。”
落灰似乎有些明白了，他点了点头：“哦，那波长就像海浪从一个高峰到下一个高峰的距离吗？”
谭灰晨点了点头，赞许道：“没错，你真聪明！就像海浪一样，电磁波、声波等各种波动也都有它们的波长。而且，波长越长，波的频率就越低，能量也就越小，但穿透力却会更强哦。”
落灰听得津津有味，他仿佛看到了那些无形的波动在空气中跳跃、传播。他兴奋地说：“哇，原来波长这么神奇啊！那我们在日常生活中能看到波长的应用吗？”
谭灰晨微笑着点了点头：“当然啦！比如我们收听的广播、看的电视，都是通过电磁波传播的。而电磁波的波长不同，就会导致我们接收到的信号频率不同，从而听到不同的声音、看到不同的画面。还有很多科学领域都用到了波长的概念呢！”
落灰听得如痴如醉，他搂着灰晨开心得说：“老爸可真感激你呀，哎呦，你真胖，我这手都搂不住你呢，呵呵，不过爸爸你真好！你总是能解答我所有的疑问，那爸爸什么是模拟信号呢？”
谭灰晨笑着拍了拍电视机上的灰尘，说：“啊呦，爸爸，我好像跟你说过了，现在再来说一遍，这电视机里的信号就是模拟信号，是连续的，能在一定范围内变来变去。但现在的电视和手机用的都是数字信号，它们是离散的，只能取固定的几个值。”
落灰眨了眨眼睛，有点困惑：“那数字信号是什么样子的呢？”
谭灰晨笑了起来：“哎呦，你小子，你想象一下，时间在我们手上就像一串数字，小时、分钟、秒，我们从一个数字跳到下一个数字，这就是数字信号的特点。它传递的信息是量化的、离散的，就像我们说话用的词语一样，每个词语都代表一个固定的意思。”
落灰点点头，似乎明白了：“那数字信号处理又是什么呢？”
谭灰晨得意地笑了笑：“哎哟，数字信号处理，简称dsp，它就像是一个魔法师，把连续的模拟信号变成离散的数字信号，然后再进行分析、处理、合成。这样，那，我们就能更高效地处理信号，提高通信的质量。”
落灰哈哈大笑：“爸这个魔法师真厉害！那dsp都能用在哪些地方呢？”
谭灰晨得意地扬起下巴：“哎呦用处可大了！在通信领域，dsp能帮我们更好地发送和接收信息；在音频处理上，它能让我们听到更清晰的音乐；在科学研究中，它还能帮我们分析复杂的数据。总之，dsp就像是一个万能的工具，让我们的生活变得更加便捷。”
说完谭灰晨从房间拿出一块电路板坐在沙发上边看电视边瞅着电路板。
谭灰晨正在调试一块c语言电路板，落灰凑了过来，好奇地问道：“爸爸，你总是在说这个c语言，它到底是什么神奇的东西啊？”
谭灰晨笑着拍了拍落灰的头，说：“小子，c语言啊，它可不是什么神奇的东西，但它确实是个强大的工具。就像你手里的乐高积木，你可以用它来搭建出各种各样的东西。c语言就是计算机世界的乐高积木，我们可以用它编写程序，控制电路板，实现各种功能。”
落灰眨了眨眼睛，似乎有些明白，又似乎更加困惑了。他继续问道：“那电路板又是什么呢？为什么它要和c语言在一起？”
谭灰晨笑了笑，解释说：“电路板啊，就像是你搭建乐高积木的底板。而c语言就像是你在底板上放置的积木，通过不同的组合和连接，你可以让电路板实现你想要的功能。比如，我们可以用c语言编写一个程序，让电路板控制一个小灯闪烁，或者驱动一个电机转动。”
落灰似乎有些明白了，他点了点头，说：“那波长和信号处理又有什么关系呢？”
谭灰晨愣了一下，没想到儿子会问到这个问题。他想了想，尽量用简单的语言解释：“波长啊，你可以想象成水波的起伏。在信号处理中，不同的波长会影响信号的传播和接收。就像你在水里扔一块石头，水波会传出去，波长越长，波峰波谷就越远，传播的距离可能就越短；而波长越短，波峰波谷就越近，传播的距离可能就越远。所以，在选择波长时，我们需要根据实际需求来决定。”
落灰听得入了神，他仿佛看到了那些看不见的信号在空间中传播的样子。他突然想到了一个点子，说：“爸爸，那我们能不能用c语言电路板来处理这些信号呢？比如，让电路板接收一个信号，然后显示出来？”
谭灰晨眼前一亮，他拍了拍落灰的肩膀，说：“好小子，你的想法很有创意！实际上，我们确实可以用c语言电路板来处理信号。通过编写相应的程序，我们可以让电路板接收信号、分析信号，甚至根据信号做出相应的反应。这就是数字信号处理的魅力所在。”
落灰说道：“爸爸您说的真好啊，那什么是：“c语言呢？”
谭灰晨说：“c语言是以函数形式提供给用户的，这些函数可方便的调用，并具有多种循环、条件语句控制程序流向，从而使程序完全结构化。
由于标准的存在，使得几乎同样的c代码可用于多种操作系统，如windows、dos、unix等；也适用于多种机型。c语言对编写需要进行硬件操作的场合，优于其它高级语言。c语言能以简易的方式编译、处理低级存储器。”
落灰跟着灰晨回到书房，此时谭板栗老爷子和小胖粒还在外面没回家，家里就他两人，落灰坐在一张堆满了电子元件和计算机书籍的桌子旁。他的父亲，谭灰晨，一位知名的电子工程师，正微笑着敲了敲桌子，吸引了落灰的注意力。
谭灰晨：“儿子啊，你知道二进制和十进制、波长、模拟数字信号、c语言电路板以及数字信号处理这些概念有多重要吗？”
落灰抬起头，眨了眨眼，露出一副认真思考的表情：“嗯，我知道它们在计算机科学和电子工程中很重要，但具体是怎么关联起来的呢？”
谭灰晨笑了：“问得好！这些概念就像是电子世界的‘魔法咒语’，它们能让电脑和各种电子设备听懂我们的指令。c语言就是其中一种‘咒语’，它让电脑能按照我们的意愿去执行任务。”
落灰好奇地问：“c语言是谁发明的呢？为什么叫c语言？”
谭灰晨笑着解释：“c语言是由一位名叫丹尼斯·里奇的人在1972年发明的。他选择在b语言的基础上加入数据类型的概念和其他特性，创造出了c语言。而‘c’这个名字，据说是为了纪念b语言而取的。”
落灰点了点头，似乎对这段历史产生了兴趣：“哇，原来c语言有这么悠久的历史啊！那它和其他概念又是怎么联系在一起的呢？”
谭灰晨放下手中的笔，认真地解释道：“儿子，你知道吗？在计算机科学和电子工程中，我们需要将这些概念相互转换和应用。比如，我们可以将二进制转换为十进制来进行计算，或者将模拟信号转换为数字信号来进行传输。而c语言作为一种编程语言，可以帮助我们实现这些转换和处理过程。”
落灰听后眼中闪过一丝灵光：“我明白了！这些概念就像是电子世界的‘砖块’，而c语言就像是‘水泥’，将它们紧密地连接在一起。”
谭灰晨笑着拍了拍儿子的头：“没错！你真是个聪明的孩子。只要你深入理解和掌握这些概念和技术，将来一定能成为一名出色的电子工程师！”
父子俩相视而笑。