DSP 101
M01 · L01
مقدمة

الـ signals اللي حوالينا

كل حاجة signal (إشارة). كل صوت بتسمعه، وكل صورة بتشوفها، وكل رسالة بتبعتها — كله بيبدأ بـكمية بتتغيّر مع الوقت.

01 / 13
DSP 101
M01 · L01
تعريف

يعني إيه signal؟

الـ signal هي أي كمية بتتغيّر مع الوقت أو المكان. بتشيل معلومات — عن صوت، أو نبضة قلب، أو سعر سهم، أو درجة الحرارة. الـ signals في كل حتة، وإنك تتعلّم تقراها هو أول خطوة في الـ Digital Signal Processing (معالجة الإشارات الرقمية).

02 / 13
DSP 101
M01 · L01
أمثلة

أمثلة على الـ signals

الـ signals بتظهر في كل مجال في العلوم وفي الحياة اليومية:

  • موجات الصوت — ضغط الهوا بيتغيّر مع الوقت
  • ضربات القلب — نبضات كهربية من القلب (ECG)
  • أسعار الأسهم — قيمة السهم بتتغيّر مع كل صفقة
  • الصور — الإضاءة بتتغيّر على المكان (signal ثنائية الأبعاد)
03 / 13
DSP 101
M01 · L01
1822

اكتشاف فورييه

جوزيف فورييه أثبت إن أي signal ممكن تتفكّك لمجموع sine waves (موجات جيبية). الفكرة الواحدة دي بقت أقوى أداة في الـ signal processing — الأساس اللي كل حاجة مبنية عليه.

الفكرة الجوهرية
signal معقّدة = مجموع sine waves بسيطة بـ frequencies وamplitudes وphases مختلفة
04 / 13
DSP 101
M01 · L01
أساسيات

مستمرة قصاد متقطعة

العالم الفيزيائي بيطلّع signals تناظرية — منحنيات ناعمة ومستمرة. بس الكمبيوترات الرقمية بتشتغل بـsamples متقطعة — أرقام على فترات ثابتة. والـ DSP هي اللي بتربط العالمين دول.

تناظرية
مستمرة
رقمية
متقطعة
05 / 13
DSP 101
M01 · L01
الطوبة الأساسية

الـ sine wave

الـ sine wave هي الطوبة الأساسية لكل الـ signals. أي signal دورية تقدر تكتبها كتركيبة من موجات sine وcosine.

معادلة الـ sine wave
x(t) = A\sin(2\pi ft + \varphi)
06 / 13
DSP 101
M01 · L01
خصائص

خصائص الـ signal

تلات parameters بيحددوا أي sine wave:

  • الـ amplitude (A) — ارتفاع الموجة؛ قوتها أو شدّتها
  • الـ frequency (f) — بتتذبذب بسرعة قد إيه؛ بتتقاس بالهرتز (Hz)
  • الـ phase (φ) — الموجة بتبدأ منين في الدورة؛ الإزاحة بتاعتها في الزمن
07 / 13
DSP 101
M01 · L01
الدافع

ليه بنعالج الـ signals؟

الـ signals الخام فيها noise، وكبيرة، وصعب تفهمها. لما تعالجها بتطلّع كل اللي فيها:

  • شيل الـ noise — تنضيف الصوت، تحسين الصور
  • ضغط البيانات — MP3، JPEG، بث الفيديو
  • طلّع المعلومات — اكتشاف مشاكل القلب، التعرّف على الكلام
  • التحويل — التنقّل بين الـ time domain والـ frequency domain
08 / 13
DSP 101
M01 · L01
1965

ثورة الـ FFT

خوارزمية كولي-توكي نزّلت الـ discrete Fourier transform (تحويل فورييه المتقطع) من O(N²) لـ O(N log N) — وده خلّى الـ signal processing في الـ real time ممكنة على الكمبيوترات الرقمية لأول مرة.

الاختراق
الـ Fast Fourier Transform (تحويل فورييه السريع) أو FFT — حوّل أداة نظرية لأداة عملية، وشغّل كل حاجة من مشغّلات MP3 لأجهزة الرنين المغناطيسي
09 / 13
DSP 101
M01 · L01
النهارده

الـ signals في حياتك

الـ DSP مش باينة بس موجودة في كل حتة. كل مرة بتستخدم فيها تكنولوجيا، فيه signal processing شغّالة:

بث الصوت — Spotify، والبودكاستات، والمكالمات بتستخدم الضغط والـ filtering
التصوير الطبي — الرنين المغناطيسي والأشعة المقطعية بيبنوا الصور من signals
WiFi و5G — OFDM، والـ beamforming، وتصحيح الأخطاء في كل packet
الرادار والسونار — اكتشاف الأجسام من أنماط الـ signals اللي بترتد
10 / 13
DSP 101
اختبار سريع

شوف إيه اللي ثبت

تلات أسئلة من الدرس ده. جاوب عشان تشوف السبب — الشرح بيظهر سواء جاوبت صح أو غلط. ونتيجتك مش بتتحفظ.

السؤال 1 من 0
النتيجة 0/0

11 / 13
DSP 101
أهم النقط
أنماط

الأنماط الأساسية

في كل المجالات، الـ signals بتشترك في نفس الخصائص:

  • كل الـ signals بتتفكّك لمكوّنات أبسط (فكرة فورييه)
  • الزمن ↔ الـ frequency — طريقتين بيكمّلوا بعض عشان تشوف نفس الـ signal
  • الـ noise في كل حتة — أي signal حقيقية فيها مكوّنات مش عايزينها
  • الـ sampling بيربط العالمين — من التناظري للرقمي والعكس
12 / 13
DSP 101
الخلاصة
ملخص

اتعلّمت إيه

الـ signals كميات بتتغيّر مع الوقت أو المكان. فورييه ورّانا إن كلها ممكن تتفكّك لـ sine waves. والـ FFT خلّاها عملية. ودلوقتي الـ DSP بتشغّل كل حاجة من السماعات بتاعتك لاتصالات الأقمار الصناعية.

13 / 13