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디지털
디지털(digital)은 어떤 양 또는 데이터를 2진수로 표현하는 것을 말한다. 즉 0과 1 두 숫자를 이용하여 정보를 전달하는 것이다. '디지탈'이 아니라 '디지털'이 올바른 표기법이다. 반대되는 용어는 아날로그(analog)이다.[1]
개요[편집]
디지트(digit)는 사람의 손가락이나 동물의 발가락이라는 의미에서 유래되었고, 아날로그와 대응하며, 임의의 시간에서의 값이 최솟값의 정수배로 되어 있고, 그 이외의 중간값은 취하지 않는 양을 가리킨다. 따라서 일반적으로 데이터를 한 자리씩 끊어서 다루는 방식이라 할 수 있다. 디지털 양에 대한 각종 연산이 일반적으로 말하는 컴퓨터이다. 물질이나 물질에서 나오는 신호는 연속적이지만, 디지털로 바꾼 디지털 신호는 0(꺼짐) 아니면 1(켜짐)로 이루어지는 단절적 신호의 집합으로 이루어진다. 디지털 신호를 구성하는 비트(bit)는 컴퓨터를 움직이는 기본 단위다. 비트는 물질과 달리 색깔, 무게가 없다. 비트는 데이터들의 집합에 불과하지만, 디지털로 소리와 영상을 만드는 기초 재료가 된다.[2] 디지털의 예로 전자저울, 전자시계가 있다.[1][3]
특징[편집]
이산 값(Discrete value)을 가지는 데이터로, 아날로그 데이터를 임의의 시간에 대한 물리량으로 정수화하여 표현한다. 데이터를 0과 1의 상태로만 생성하고, 저장, 처리하는 부호화 기술이다. 각각의 부호 상태를 비트(bit) 단위로 표현한다. 디지털은 정수화하여 표현하기 때문에 애매모호한 점이 없고, 정밀도를 높일 수 있다.[3][4]
신호[편집]
연속적인 신호를 일정한 시간 간격으로 샘플링(Sampling)한 값들 또는 특정 시간 동안에 관측된 값들의 집합이다. 디지털 신호는 구형파로 표현되고, 비트 전송률 및 비트 간격으로 설명된다.[5] 오로지 트위스티드 페어나 동축 케이블 등의 동선 매체를 통해 전송되는 일련의 전압 펄스이다. 아날로그 신호보다 잡음에 강하고, 여러 형태의 물리적 현상을 이용하여 편의상 전기적인 두 상태인 0과 1로 대응 시켜 나타낸다. 아날로그 신호보다 비용이 저렴하고, 전송 에러에 의한 손상을 쉽게 복구할 수 있다.[4] 또한 한 번 양자화되면 그 특성이 변하지 않고, 원본과 100% 동일하게 복제가 된다. 전송 거리가 멀어도 중계기를 사용하면 신호의 왜곡 없이 멀리 보낼 수 있다. 아날로그보다 잡음에 강한 편이다. 하지만 신호 자체가 주파수 대역폭을 많이 차지하고, 아날로그 신호의 특성을 모두 간직할 수 없다. 또한 회로 구조가 복잡해지고, 순간적인 오류가 신호에도 영향을 미칠 수 있다.[6]
- 디지털 시스템
디지털 신호를 입력으로 받아 처리한 후, 디지털 신호로 출력하는 부품들로 이루어져 있다. 즉, 입력과 출력이 디지털 신호이다. 하지만 마이크, 카메라 등 센서에서 얻는 원래의 값들은 아날로그 신호이기 때문에 디지털 신호로 변환해야 한다. 디지털 시스템에서 처리한 후, 외부로 출력시키기 위해 다시 아날로그 신호로 변환해야 한다. 이때 ADC(Analog-to-Digital Converter, A/D)와 DAC(Digital-to-Analog Converter, D/A)가 필요하다. 이진수를 이용하기에 외부 환경 변화에 영향을 적게 받아 신뢰도가 높다. 또 신호의 정확한 값을 유지할 필요가 없어 시스템 설계가 편하다.[7]
통신[편집]
아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 송신하고, 변환된 디지털 신호를 다시 아날로그 신호로 변환하여 수신하는 통신 방법이다. 주요 시스템 변수는 프로그램을 수정할 경우에 변경되도록 하는 알고리즘이 내재하여 있는데, 이 알고리즘이 변하지 않으면 주요 시스템 변수가 바뀌지 않아 매우 안정적이다. 환경적인 요소에도 강하기 때문에 아날로그 통신보다 안정성이 강하다.[8] 전화 데이터, 화상 등 각종 신호를 동일한 펄스열에서 취급할 수 있기 때문에 설비의 공용이 가능하고, 유연한 망 설계가 가능하다. 디지털 처리 기술이 고도화함에 따라 미디어와 프로토콜의 변환이 용이하여 다양한 서비스 제공이 가능하다. 또 컴퓨터에 정보를 축적하고 처리하기가 쉬워져 고도의 정보통신 서비스를 제공할 수 있다. 디지털 처리 기술을 사용하면 정보를 압축하여 전송 축적을 할 수 있기 때문에 경제적이다.[9]
- 디지털 신호 처리
디지털화된 신호를 원하는 방향으로 수정하거나 개선할 목적으로 알고리즘에 의해 수치로 처리하는 것을 뜻한다. 음성이나 영상 같은 연속된 데이터 자료형은 정보의 양이 증가할수록 보존하거나 상대방에게 전송할 때 많은 시간이 사용되기에 음성, 영상 정보를 쉽게 처리하기 위해 압축한다. 비손실압축과 손실 압축이 있다. 비손실압축은 가역 압축으로, 압축 후 복원하는 과정에서 원래의 영상을 거의 손실 없이 복원할 수 있다. 하지만 압축률이 낮다. 손실 압축은 비가역 압축으로, 디지털 비디오나 오디오에서 주로 사용되는 방식이다. 압축률이 높지만, 압축 후 복원하는 과정에서 원래의 영상에 대한 손실이 발생한다.[10]
전송[편집]
디지털 신호를 전송한다. 제한된 거리에서는 별도의 장비 없이 전송이 가능하다. 하지만 장거리 통신에서는 중계기를 이용하여 에러를 줄여야 한다. 중계기는 수신된 디지털 신호를 재생하여 새로운 디지털 신호로 재전송하기 때문에 아날로그 전송과는 달리 증폭에 따른 왜곡 현상을 막을 수 있다. 시분할 다중화(TDM, Time Division Multiplexing)를 사용하여 아날로그 전송보다 더 쉽고 저렴하게 전송할 수 있다. 초고밀도 집적 회로(VLSI) 등의 발전으로 디지털 회로의 크기는 작아지고, 가격도 점점 낮아지고 있다. 중계기는 아날로그 증폭기와 달리 잡음과 다른 신호 장애를 누적시키지 않기 때문에 더 낮은 품질의 회선을 사용하거나 데이터를 더 멀리까지 전송하더라도 데이터의 충실성(Fidelity)이 유지된다. 또 암호화 기술을 적용하기 쉽고, 음성, 영상, 데이터 등 모든 형태의 정보를 통합하여 수용할 수 있다.[4] 디지털 전송에서 디지털 신호는 0과 1의 2진수로 되어 있어, 왜곡 현상이 일어나도 펄스의 유무 판단만 가능하면 정보를 복원할 수 있다.
콘텐츠[편집]
디지털 데이터 형식으로 존재하는 콘텐츠로, 기존의 아날로그적 콘텐츠를 디지털화 한 것이다. 문자, 음성, 음향, 이미지 등과 같은 콘텐츠를 디지털의 형식으로 제작 또는 가공한 것이다. 디지털 콘텐츠를 구성하기 위해 콘텐츠, 디자인, 기술 이 3가지가 기본 요소이다.[11]
- 모바일 콘텐츠
휴대용 기기에 사용되는 디지털 콘텐츠를, 서비스 및 애플리케이션을 통칭하는 용어이다. 휴대용 기기는 휴대전화, 노트북, MP3플레이어를 모두 포함하지만, 모바일 콘텐츠는 휴대전화에 통용되는 콘텐츠이다. 기능에 따라서 게임, 음악, 이미지, 동영상, 정보제공 콘텐츠 등으로 나눌 수 있다. 전문화된 기기를 별도로 활용해야 했던 기존 사용자 환경에서 벗어나, 하나의 기기로 다양한 콘텐츠를 즐길 수 있다. 또 이제 음악 및 미디어 파일의 재생 기능이 일반화되어 멀티미디어 향유에서 벗어나 실질적인 정보를 제공해주는 모바일 콘텐츠가 증가 했다.
- 스마트 콘텐츠
스마트 기기를 플랫폼으로 삼는 디지털 콘텐츠의 총칭이다. 또 현대적인 모바일 기기의 대표적인 스마트폰과 태블릿 PC에서 사용될 것을 전제로 한 콘텐츠이다. 스마트 콘텐츠의 첫 번째 특징은 이동통신사가 지니고 있던 콘텐츠 유통 권한을 플랫폼 사업자에게로 이관한다. 과거 모바일 콘텐츠의 판매, 유통에 대한 권한을 이동 통신사가 가지고 있었지만 스마트 기기는 와이파이(WiFi)가 사용 가능한 컨버전스 기기이므로 콘텐츠 플랫폼을 제시한 업체가 거래에 대한 권한을 갖는다. 두 번째 특징은 다양한 업체 및 개인의 참여가 가능하다. 애플의 앱스토어, 구글의 구글 플레이는 기본적으로 오픈 마켓의 형태로, 일정한 권한만 획득하면 누구나 자신이 제작한 스마트 콘텐츠를 마켓에 올리고 판매할 수 있다. 마지막으로, 세분된 콘텐츠의 개발 기회를 확대한다. 다양한 업체와 개인의 참여는 세분된 콘텐츠 개발로 귀결된다. 참여자의 수 증대뿐만 아니라 스마트 기기의 하드웨어적 특성에 기인한 것이다.
- 킬러 콘텐츠
각종 미디어를 통해 대중에게 폭발적으로 보급되어 인기를 끌게 된 콘텐츠이다. 죽여주는(죽여줄 정도로 좋은) 콘텐츠라는 일상어의 공식적인 표현이다. 주로 한국에서 사용하는 용어이고, 일본에서도 게임 등 일부 분야에서 사용하고 있다. 킬러 콘텐츠가 가지고 있는 대표성이 일반 대중에게 막강한 지배력을 행사한다. 시장을 지배하고, 초기 투자 비용을 단기간에 회수하며, 막대한 이익 역시 얻게 되는 경우가 많다. 여론을 조성해 유행을 선도한다거나 다른 문화 콘텐츠에 영향력을 지대하게 미치고자 하는, 즉 그 분야의 대표 콘텐츠로 정의되는 것이 보통이다. 따라서 킬러콘텐츠로 인해 동종의 다른 문화콘텐츠들에 심각하게 위해가 가해질 수 있다는 면도 있다.[12]
변조 방식[편집]
낮은 주파수 대역의 신호를 높은 주파수 대역으로 변경한다. 컴퓨터에서 이용되는 0과 1의 사각파 신호의 주파수는 낮은 주파수 대역에 존재한다. 하지만 대부분의 신호인 음성 및 영상은 아날로그 신호이다. 아날로그 신호를 0과 1의 디지털 신호로 바꿔줘야 한다.기본적으로 낮은 주파수 대역의 신호를 높은 주파수 대역으로 변경하는 것은 같다. 컴퓨터에서 이용되는 0과 1의 사각파 신호의 주파수는 낮은 주파수 대역에 존재한다. 하지만 우리가 사용하는 대부분의 신호인 음성 및 영상은 아날로그 신호이므로, 아날로그 신호를 0과 1의 디지털 신호로 바꿔줘야 한다. 아날로그 데이터를 디지털 신호로 변환하는 장치인 코덱(CODEC)을 사용하는데, 코덱은 펄스 코드 변조 방식(PCM)을 통해 디지털 부호화를 수행한다.[13]
펄스코드변조[편집]
- 표본화(Sampling): 연속적인 아날로그 데이터에서 일정 시간마다 신호의 값을 추출하는 과정으로, 샤논의 표본화 이론을 바탕으로 한다.
- 펄스 진폭 변조(PAM): 표본화에 의해 추출된 신호이다.
- 양자화(Quantization): 표본화된 신호 값을 미리 정한 불연속적인 유한개의 값으로 표시하는 과정이다. 양자화를 수행한 파형은 원래 신호의 파형과 차이가 생기는데, 이를 ‘양자화 오차’ 혹은 ‘양자화 잡음’이라 한다.
- 부호화(Encoding): 양자화 과정을 통해 나온 결괏값은 정수이고, 그 정숫값을 이진값으로 변환하는 것이다.[13]
활용[편집]
- 디지털 병리 시스템
진단용으로 제작된 유리 슬라이드를 현미경으로 분석하던 아날로그 방식을 디지털 영상분석을 통한 1차 병리 진단(Primary Pathologic Diagnosis)이 가능한 시스템이다. 조직과 세포의 현미경 진단을 위해 사용하던 유리 슬라이드를 디지털 파일로 전환해 병리 정보를 획득, 관리하고, 모니터와 같은 영양 표시장치 화면을 통해 병리학적 판독을 할 수 있다.[14] 디지털 병리의 이점은 디지털로 저장하고 전송할 수 있다는 것이다. 환자들에게 슬라이드가 아닌 디스크를 통해 진단 결과를 줄 수 있고, 휴대폰이나 클라우드 시스템을 통해 전달할 수 있다. 또 하나의 병리 슬라이드에 대해 다양한 병리 의사가 진단할 수가 있다.[15]
- 디지털 지갑
모바일로 본인을 인증할 수 있는 ‘간편 인증’ 서비스에 신분증, 자격증, 증명서까지 한 번에 디지털로 관리할 수 있는 서비스가 등장하였다. 카카오는 신분증과 각종 자격증, 증명서를 관리할 수 있는 ‘카카오 지갑’ 서비스를 출시했다. 개인의 신원 확인과 인증, 전자서명이 필요할 때 카카오 인증서를 활용할 수 있다. 전자출입명부인 QR 체크인 기능이 도입되었고, 모바일 운전면허증과 정보처리기사 등 국가기술 자격증 495종을 카카오톡 지갑에 담을 예정이고, 또 공인중개사, 공인노무사 같은 전문 자격증도 담을 예정이다. 지갑 서비스는 위조, 변조 및 부인방지를 위해 발급 정보를 블록체인에 기록하여 카카오가 보유한 최고 수준의 보안 기술을 적용해 이용자들이 분실이나 훼손 우려 없이 안전하고 편리하게 자신을 증명하고, 자격을 증명할 수 있다.[16]
- 디지털 배움터
코로나 19로 인해 디지털 문명의 변화로 고령층과 취약계층은 일상생활의 불편과 디지털 소외, 디지털 격차 문제로 큰 어려움을 겪고 있다. 과학기술정보통신부는 국민 누구나 디지털 세상에 참여하여 디지털 혜택을 누릴 수 있도록 전국에 디지털 배움터를 개설했다. 디지털 역량 강화 교육사업은 디지털 기초, 생활, 중급 및 특별 교육 등 다양한 교육 프로그램을 통해 계층별, 수준별 맞춤형 디지털 교육을 진행한다. 디지털 전환으로 디지털 이용 불편을 해소하고자 전 국민 누구나 일상생활에 필요한 기본 역량부터 취업 연계 교육까지 집 근처 디지털 배움터에서 받을 수 있다. 디지털 배움터에서는 스마트폰 활용법, 스마트기기, 비대면 화상 솔루션, 소셜 네트워크 서비스(SNS), 문서작성 등의 기본 활용법부터 교육, 금융, 전자정부, 공공서비스 등 다양한 디지털 편의 서비스까지 진행하고 있다. 이런 디지털 역량교육을 제공할 뿐만 아니라, 일상적인 디지털 활용에 어려움을 느낄 때 언제든 찾아와 도움을 받을 수 있는 디지털 119, 디지털 안전망 역할도 함께 수행한다. 차후 디지털 시민으로서 필요한 소양, 예방, 참여 교육까지 포함할 예정이다.[17]
디지털 기업[편집]
디지털 기술을 활용하여 기존의 산업과 기업들이 따르던 법칙을 뒤엎고 새로운 법칙을 창출하고 산업 구조를 재정의하는 기업이다. 또한 디지털 네트워크를 통해 직원과 고객, 공급 업체 및 기타 외부 파트너와 핵심 비즈니스 관계를 설정한 조직을 의미한다. 디지털 기술이 빠르게 발전하고 있고, 활용도가 높아지고 있다. 그리고 디지털 기술의 급격한 발전 속도로 인해 정보의 수집, 가공, 저장이 혁신적으로 발전하였고, 빅데이터를 통한 데이터 마이닝 등이 가능해져 데이터 기반 의사결정이 가능해졌다. 또한 디지털 골든크로스란 기하급수적인 발전에 기초한 디지털 기술이 선형적인 발전에 의지해 온 지금까지의 아날로그 산업을 효율이나 성능의 측면에서 추월하는 현상이 나타났다.[18]
각주[편집]
- ↑ 1.0 1.1 sc100, 〈아날로그(Analog)와 디지털(Digital)의 차이는 무엇일까?〉, 《스팀잇》
- ↑ 〈아날로그와 디지털〉, 《네이버 지식백과》
- ↑ 3.0 3.1 김진혜, 〈디지털 영상론 2.〉, 《경상대학교》
- ↑ 4.0 4.1 4.2 문양세, 〈통신〉, 《강원대학교》
- ↑ 〈아날로그와 디지털 신호의 차이〉, 《Gadget-info.com》
- ↑ 〈1-7장: 아날로그와 디지털〉, 《RF&통》
- ↑ 〈아날로그와 디지털.〉, 《티스토리》, 2017-08-30
- ↑ 누들누들이, 〈디지털통신 개념정리(디지털통신 정의 및 장점, ISI, Eye Pattern)〉, 《티스토리》, 2019-12-08
- ↑ 〈디지털 통신의 장점〉, 《에스비테크》, 2003-06-10
- ↑ Risk_taker.hs, 〈디지털 신호처리(1)〉, 《티스토리》, 2015-05-18
- ↑ 〈디지털 콘텐츠〉, 《위키백과》
- ↑ 최창현, 〈디지털 콘텐츠(Digital Content)〉, 《온라인행정학전자사전》
- ↑ 13.0 13.1 순금이, 〈아날로그 통신과 디지털 통신의 비교〉, 《네이버 블로그》, 2013-04-03
- ↑ 양승민 기자, 〈세종충남대병원, IT 접목 디지털 병리 구축〉, 《전자신문》, 2020-11-12
- ↑ 임솔 기자, 〈디지털 병리 시대 열린다...유리슬라이드 현미경으로 진단->병리PACS에서 모니터로 진단〉, 《메디게이트뉴스》, 2019-11-01
- ↑ 정명섭 기자, 〈(디지털 지갑 시대) 신분증에 자격증 관리까지... 실물 지갑 대체는 시간문제?〉, 《아주경제》, 2021-01-21
- ↑ 이계일 기자, 〈전국민 디지털 역량 업그레이드 디지털 배움터를 아시나요?〉, 《시니어매일》, 2021-01-08
- ↑ 〈디지털 기업〉, 《위키백과》
참고자료[편집]
- sc100, 〈아날로그(Analog)와 디지털(Digital)의 차이는 무엇일까?〉, 《스팀잇》
- 〈아날로그와 디지털〉, 《네이버 지식백과》
- 김진혜, 〈디지털 영상론 2.〉, 《경상대학교》
- 문양세, 〈통신〉, 《강원대학교》
- 〈아날로그와 디지털 신호의 차이〉, 《Gadget-info.com》
- 〈1-7장: 아날로그와 디지털〉, 《RF & 통신》
- 〈아날로그와 디지털.〉, 《티스토리》, 2017-08-30
- 누들누들이, 〈디지털통신 개념정리(디지털통신 정의 및 장점, ISI, Eye Pattern)〉, 《티스토리》, 2019-12-08
- 〈디지털 통신의 장점〉, 《에스비테크》, 2003-06-10
- Risk_taker.hs, 〈디지털 신호처리(1)〉, 《티스토리》, 2015-05-18
- 〈디지털 콘텐츠〉, 《위키백과》
- 최창현, 〈디지털 콘텐츠(Digital Content)〉, 《온라인행정학전자사전》
- 〈디지털 기업〉, 《위키백과》
- 순금이, 〈아날로그 통신과 디지털 통신의 비교〉, 《네이버 블로그》, 2013-04-03
- 양승민 기자, 〈세종충남대병원, IT 접목 디지털 병리 구축〉, 《전자신문》, 2020-11-12
- 임솔 기자, 〈디지털 병리 시대 열린다...유리슬라이드 현미경으로 진단->병리PACS에서 모니터로 진단〉, 《메디게이트뉴스》, 2019-11-01
- 정명섭 기자, 〈(디지털 지갑 시대) 신분증에 자격증 관리까지... 실물 지갑 대체는 시간문제?〉, 《아주경제》, 2021-01-21
- 이계일 기자, 〈전국민 디지털 역량 업그레이드 디지털 배움터를 아시나요?〉, 《시니어매일》, 2021-01-08
같이 보기[편집]
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