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[소프트웨어와 코딩 연재] 디지털, 디지털 컴퓨터"0과 1의 조합인 비트로 구성하여 모든 것을 표현하고 저장"
  • 곽노건 기자
  • 승인 2019.07.23 10:46
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(서울=포커스데일리) 곽노건 전문기자 = 컴퓨터가 처리하는 모든 것은 디지털 데이터 코딩의 기본 개념, 비트
 
지금은 스마트세상, 4차산업혁명의 시대라는 말이 일반적이지만 그 전에 널리 사용되던 또 다른 용어가 디지털시대였습니다. 세상의 모든 데이터의 표현과 처리, 저장이 디지털로 될 것이라는 의미였습니다.
 
오늘은 디지털의 개념을 알아보겠습니다. 

아래 두 탁상용 시계를 비교해 보겠습니다. 두 개의 차이가 무엇일까요? 하나는 3개의 초, 분, 시 바늘이 계속 움직이면서 시간을 말해주고 있고, 다른 하나는 어떻게 동작하는지 모르지만 초 단위로 깜빡이다가 분이 바뀌면 숫자가 바뀌는 모습일겁니다.

아날로그 시계와 디지털 시계 / 출처 amkorinstory.com

서서히 움직여 어느 순간 값(초, 분, 시)이 바뀌는 시계를 아날로그 시례라고 하고 바뀌는 과정없이 오로지 값(초, 분, 시)이 즉각적으로 바뀌는 것을 디지털 시계라고 하며, 이제는 그러한 디지털 시계는 기본이고 여러 기능을 앱을 통해 수행하도록 컴퓨터가 탑재된 스마트 시계가 대중화됐습니다.
 
컴퓨터는 사람이 아니라서 모호한 데이터를 이해할 수 없기에 디지털로 모든 것을 처리하고 있습니다. 그래서 디지털 컴퓨터라 부를 수 있는데 디지털은 기본이라서 빠지고 컴퓨터라 불리고 있습니다.

나이가 좀 있으신 분들은 디지털 카메라, 디지털 사진, 디지털 영화, 디지털 전화기, 디지털 레코더 등 보여주거나 저장되는 데이터 형식이 디지털이라는 것을 자랑하던 시절을 기억하실 겁니다. 

그렇다면 디지털은 무엇일까요? 소프트웨어를 사용하고 코딩을 이해하고 작성해야 하는 여러분은 디지털 정도는 알고 있어야겠지요? 정보를 표현하는 방식에는 아날로그와 디지털로 나눌 수 있습니다.  아날로그는 연속적인 데이터의 개념이고 디지털은 개별 데이터입니다.
 

연속적인 데이터는 무엇일까요?

값이 연속적 범위 안에서 있는 데이터를 말합니다. 길이, 압력, 온도, 부피, 속도, 밝기 등이 있습니다. 우리는 1cm, 2cm 라고 부르지만 길이가 1cm 다음에 2cm가 오지는 않죠. 그 길이 안에는 무수하게 연속적인 값들이 이어져 있다가 2cm가 됩니다. 즉, 끊을 수 없는 데이터를 말합니다. 

그러면 반대의 개념인 개별 데이터는 무엇일까요?

각 값들이 특정한 하나의 값으로 받아들여질 때 이러한 값을 개별 데이터라 합니다.

연필의 개수, 나이, 용돈, 농구 점수, 아파트 층수, 자전거 기어 등이 있습니다. 이 데이터들의 특징을 보면 그 값들간에 간극(차이)이 명확하다는 것입니다. 여러분이 연필을 셀 때 1개, 2개라고 부르지 1.5개라고 부르지 않죠? 이때의 간극은 1입니다. 우리가 아는 농구 점수라면 1점이 간극이고 아파트 층수도 1이 되겠지요.
 
컴퓨터가 처음 나왔을때는 연속적인 전기적 파장 즉, 아날로그 신호로 데이터를 처리하였습니다. 이런 경우 저장, 전송하는 것이 정확할 수 없습니다. 이유는 연속적인 데이터이기 때문입니다. 어떤 단위로 시간의 흐름에 따라 저장하고 전송하기가 어렵기 때문입니다. 

그래서 이 표현을 디지털로 변환하여 처리를 하게 되었습니다. 물론 변환 과정에서 일부 정보의 손실이 발생할 수 있지만 저장, 전송, 복사 등을 자유롭게 할 수 있게 되었습니다. 아래 그림이 아날로그 신호를 디지털 신호로 바뀐 모습의 예입니다.

아날로그 신호, 디지틸 신호 차이와 변환  / 출처 The  Vital Edge

이때 등장하는 것이 비트(bit) 입니다. 모호함을 없앤 디지털 정보의 최소 단위이며 1 또는 0으로 표현되고 이러한 비트를 가지고 정보를 표현합니다.

 

01의 세상, 비트 / 출처 The Paper Mill Store

그렇다고 디지털이 모두 좋은 것은 아닙니다. 두 시스템의 주된 장점과 단점은 아래와 같습니다.

아날로그 시스템의 장단점

• 단순하고 직관적이며, 원래 정보의 연속적인 값을 모두 표현 가능

• 정보 전달 과정에서 개입되는 노이즈의 효과를 막을 수 없어서 정보 손실과 왜곡이 불가피하고 손실, 왜곡된 이후엔 다시 원래로 돌릴 수 없음

디지털 시스템의 장단점

• 원래의 정보를 포기해야 하지만, 소리나 그림, 영상 등의 연속적인 정보도 동일한 디지털 정보로 변환할 수 있음

• 노이즈의 효과를 차단해줌으로써 오류 없는 정보 전달, 저장, 복사의 무한 반복이 가능

이렇게 비트로 표현되는 세상을 디지털 세계, 디지털 세상이라고 말하고 있습니다. 만약 영화에서 나오는 것처럼 디지털 데이터를 볼 수 있는 눈(Eye)이 있다면 0과 1로 이루어진 세상을 볼 수 있을 것입니다.

기자의 이름, 곽노건을 디지털 세상에서는 어떻게 저장하고 복사되고, 전송될까요?

[ 1010110011111101 1011000101111000 1010110001110100 ] 

이 디지털 데이터는 우리가 보는 화면에서는 다시 변환하여 곽노건이라고 보여주겠죠? 이제 여러분은 디지털 세상을 이해하신겁니다.

 

<포커스데일리는 곽노건 전문기자를 통해 IT·교육에 관한 연재를 이끌어 갑니다 편집자 註.>

 

곽노건 기자  nkkwak@ifocus.kr

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