007.연속과 불연속
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컴퓨터가 정보를 표현하는 방식에 관해 세 가지의 기본 아이디어
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컴퓨터는 디지털 처리 장치
- 컴퓨터는 불연속적인 덩어리로 입력받고 불연속적인 값을 갖는 정보를 저장하고 처리
- 디지털 정보는 기본적으로 수에 불과
- 아날로그 정보는 연속적으로 변하는 값
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컴퓨터는 정보를 비트로 표현
- 비트는 이진 숫자로 0 또는 1인 수
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비트는 모여서 더 큰 정보를 표현
- 숫자,문자,단어,이름,소리,사진,영화로부터 이러한 정보를 처리하는 프로그램을 구성하는 명령어에 이르기까지 모두 비트가 모여 표현
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아날로그와 디지털
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아날로그
- 유사하다는 뜻
- 다른 어떤 것이 변함에 따라 연속적으로 변하는 값이라는 개념을 전달하는 단어
- 예 ) 수도꼭지, 자동차 핸들 => 조금씩 조정할 수 있다
- 예2) 자동차 아날로그 속도계, 붉은 액체나 수은 기둥의 온도계
- 디지털
- 어원: 디지트(Digit) 손가락이라는 의미 => 숫자를 의미
- 불연속적인 값을 다루므로 가능한 값의 수가 정해짐
- 디지털 시계, 휴대폰 시계는 시간을 숫자로 표현, 매초마다 디스플레이가 바뀌고 매분 새로운 분 값이 나타나고 소수점이 포함된 초 값은 없다.
- 소리나 영상,움직임, 온도 등 외부 세계에서 수집된 데이터는 입력단에서 최대한 일찍 디지털 형태로 변환
- 예) 방향지시등 => 어떤 것이 조금 변하면 다른 어떤 것은 변하지 않거나 한 값에서 다른 값으로 갑자기 변화
- 예2) 디지털 자동차 속도계, 디지털 온도계
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디지털 방식의 장점
- 컴퓨터 입장에서는 디지털 데이터가 다루기 쉬움
- 디지털 데이터는 기존 출처와는 무관하게 다양한 방식으로 저장, 전송, 처리될 수 있음
- 디지털 정보는 불필요하거나 중요하지 않은 정보를 버리는 방식으로 압축될 수 있어 네트워크를 통해 전송시 효과적
- 보안과 개인정보 보호를 위해 암호화, 데이터 병합 등
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008. 아날로그 정보를 디지털로 바꾸기
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이미지 디지털화하기
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아날로그 카메라 : 화학물질 입힌 플라스틱 필름에 있는 감광 영역을 피사체에서 오는 빛에 노출하여 영상을 만듦(복잡한 화학 처리 단계를 거쳐 종이 위에 현상되고 인화)
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디지털 카메라 : 렌즈가 RGB 필터 뒤에 놓인 미세한 광검출 소자에 들어오는 빛의 양에 비례하는 양으로 전하를 저장 -> 저장된 전하는 수치로 변환
- 검출 소자가 더 많고 전하가 더 정밀하게 측정될수록 디지털화된 영상은 피사체 원형을 더 정확히 담아냄
- 센서 배열 각 요소는 R,G,B 빛의 양을 측정하는 3개의 검출 소자로 구성됨
- 각 요소는 화소라는 뜻에서 픽셀이라고함(영상이 4000*3000 픽셀이면 1천2백만 화소)
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음향 디지털화하기
- 디지털 음악
- 소리란? 소리의 근원인 음원에서 발생한 진동이 공기에 압력 변화를 일으켜 파동의 형태로 전파되어 고막 진동시키면 신경 활동으로 변환
- 녹음 기술 발전
- 축음기 : 에디슨(1870년대)
- LP(Long-Playing)레코드 (1940년대) : 홈의 패턴을 따라가고 그 움직임은 값이 변동하는 전류로 변환 => 이 전류는 증폭되어 스피커나 이어폰처럼 표면을 진동시켜 소리를 만들어내는 장치를 구동
(출처:https://biochemistry.khu.ac.kr/lab/?p=2333)
LP에는 CD와 비교하면 더 많은 음악정보가 들어가 있음(아날로그 신호 저장), 요즘은 LP에 있는 신호들을 과거보다 더 정확히 많이 읽어냄 (디지털 레코딩도 매우 잘된 녹음의 경우 LP쪽이 더 좋은 음을 내줌)
- CD(compact Disc) (1982년)
디스크가 회전함에 따라 레이저가 트랙을 비추고 광전 센서가 빛이 반사되는 양의 변화를 감지
(출처:http://www.cdworld.co.kr/cd/cd02)
- DVD
- 인터넷 저장과 다운로드
- 압축 : 소리나 영상은 많은 세부 정보를 담고 있기에 압축가능
- 음악 : MP3나 AAC같은 압축 기술(원본의 10분의 1정도로 용량을 줄임)
- 사진: JPEG 압축 기술(원본의 10분의 1정도로 용량을 줄임)
- 영화의 디지털화
- 1870년대 일련의 정지 영상을 빠르게 보여줌으로써 사물이 움직이는 것처럼 보이는 착시현상 시연
- 오늘날의 영화는 초당 24프레임 비율, 비디오게임은 초당 60프레임
- 영화의 디지털 표현은 음향과 영상 요소를 결합하고 동기화- 표준 동영상 표현 기술 : MPEG 압축 기술 사용하면 저장에 필요한 용량 줄일 수 있음
- 텍스트 디지털화하기
- 각 문자에 고유번호 부여
- 아스키코드(1963년 표준화)
(출처: https://velog.io/@exploit017/%EC%95%84%EC%8A%A4%ED%82%A4-%EC%BD%94%EB%93%9C%ED%91%9C)
- 유니코드 : 모든 언어에 있는 모든 문자에 고유한 숫자 값을 지정
한글 유니코드
(출처: https://unicode-table.com/kr/blocks/hangul-compatibility-jamo/)
디지털 표현은 이 모든 종류의 정보와 더불어 숫자 값으로 변환 될 수 있는 어떤 것이든 나타낼 수 있다. 또한 숫자에 불과하므로 디지털 컴퓨터로 처리되기에 인터넷을 통해 다른 컴퓨터로도 복사가 가능하다
