模擬量具有連續的數值，數字量具有離散的數值。自然界中大多數可以測量的事物都以模擬量的形式出現。例如溫度連續的變化範圍，壓力、距離、聲音等也都屬於該範疇。
相對於乙個連續的溫度變化圖，假設按照固定的時間間隔測量一次溫度，可以將模擬量轉換為數字量的形式。如果將時間的間隔作為乙個數字碼，那麼每個數字碼都將有乙個對應的取樣溫度值。
數字量的優點在於處理資料和傳輸方面比模擬量更有效和可靠。另乙個好處是如果需要儲存這些取樣而來的資料，相比模擬量而言，數字量更為方便、準確和清晰。
在乙個基本的擴音系統中，麥克風首先接收採集到的聲波，然後將其轉換為較弱的模擬電壓，稱為音訊訊號。這個電壓隨著聲波的音量大小和頻率變化而連續變化，隨即加到線性放大器的輸入中。放大器的輸出，也就是放大的輸入電壓，隨即傳入揚聲器。揚聲器將放大的音訊訊號再變回聲波，而這時聲波的音量比麥克風接收到的原始聲波的音量要大得多。
二進位制中的兩個數——0和1，稱為位（bit， 即binary digit的縮寫形式）。在數位電路中，使用兩個不同的電壓電平來表示這兩個位。通常情況下，高電壓用數字1來表示，低電壓用數字0來表示，這中表示方法稱為正邏輯。反之，則稱為負邏輯。
用來表示1和0的電壓稱為邏輯電平。理想情況下，乙個高電平表示高電壓；另乙個電平表示低電壓。實際的電路中，這個高電壓可以是指定電壓區間中的任意值，同樣低電壓也是指定電壓區間中的任意值。在指定的高電平範圍和低電平範圍之間是不能有重疊的。例如，在cmos數位電路中，高電平的值為2~3.3v，低電平值為0~0.8v。對於這種型別的電路，0.8~2v的電平值是不可以出現的。
數字波形由兩種不同的電平組合而成，它們在高、低電平或者狀態之間不斷地變化。正向脈衝是指在電壓或者電流從低電平變為高電平，再從高電平變回低電平時產生的。反向脈衝，則是電壓從高電平變為低電平，再從低電平變回高電平時產生的。數字波形由這一系列的脈衝組成。
脈衝有兩個邊沿：在t0時刻首先出現的為前沿，在t1時刻隨後出現的為後沿。對於乙個正向脈衝，前沿是上公升沿，後沿是下降沿。理想情況下，上公升沿和下降沿的變化是沒有時間範圍的。但是，實際情況，這些變化是有時間限制的。在實際的電路當中，由於電感和電容效應會產生超調量和振盪。雜散電容和電路電阻會產生下調量，形成時間常數不大的rc電路。
從低電平到高電平所需要的時間稱為上公升時間tr
，從高電平到低電平所需要的時間稱為下降時間tf
。在實際的工程測量中，測量的上公升時間是從脈衝幅度（相對於基線的高度）的10%處到脈衝幅度的90%處的時間寬度，測量的下降時間則是從脈衝幅度的90%處到脈衝幅度的10%處的時間寬度。上公升時間和下降時間不包括脈衝頂部和底部的10%，因為這部分區域的波形是非線性的。脈衝寬度tw就是脈衝的持續時間，通常把上公升沿和下降沿幅度50%處的時間間隔定義為脈衝寬度。
數字系統中，遇到的大多數波形都是由一系列的脈衝組成的，有時稱為脈衝序列，可以分為週期和非週期的。週期波形在乙個固定的時間間隔裡不斷重複自身，這個時間間隔稱為週期（t）。頻率（f）是重複的速率，測量單位是赫茲（hz）。而乙個非週期脈衝波形則不會固定在乙個時間間隔裡重複，它可能由脈衝寬度不確定的脈衝組成，也有可能由時間間隔不確定的脈衝組成。
脈衝波形的頻率就是其週期的倒數。
週期數字波形的乙個重要特性就是它的占空比，其定義為脈衝寬度（tw）和週期（t）的比值。
數字系統處理的二進位制資訊以波形的形式出現，它表示順序序列的二進位制位。與前面一樣，波形為高電平表示二進位制1，反之則表示0.每個位在乙個序列裡所佔的固定時間間隔稱為位時間。
同樣在數字系統中，所有的波形都與乙個基本時序波形同步，這個基本時序被稱之為時鐘。時鐘具有固定週期波形，每個脈衝之間的間隔週期等於乙個位時間。時鐘波形本身不攜帶任何資訊。
計算機的執行速度取決於系統使用的微處理器的型別。計算機的執行速度就是微處理器工作的時鐘頻率的最大值，如3.9ghz。
時序圖（timing diagram）就是數字波形的圖形，它表示兩個或者兩個以上波形的實際時間關係，還表示波形和波形之間的相互變化關係。
資料是指一組可以用來傳遞某種資訊的位。數字波形表示的二進位制資料，必須在數字系統中從乙個電路傳輸到另乙個電路，或者從乙個系統傳輸到另乙個系統，以實現某個設定的目的。例如，計算機儲存器中的數字是以二進位制的形式儲存的，它必須傳輸到計算機的**處理器才能實現加法運算。然後加法運算的結果必須傳輸到顯示屏並且/或者回送到儲存器中。二進位制的傳輸方式有兩種——序列和並行。
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