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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
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.[2]
특징
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.[3] 디지털은 정수화하여 표현하기 때문에 애매모호한 점이 없고, 정밀도를 높일 수 있다.[2]
신호
연속적인 신호를 일정한 시간 간격으로 샘플링(Sampling)한 값들 또는 특정 시간 동안에 관측된 값들의 집합이다. 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 신호에 비해 비용이 저렴하고, 전송 에러에 의한 손상을 쉽게 복구할 수 있다.[3] 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.[4]
통신
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.[5]
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.[6] 디지털 시스템은 외부 환경 변화에 영향을 적게 받아 신뢰도가 높다. 0과 1을 나타내는 전압 범위로 신호 값의 구분이 가능해 연산 기능만 구현하면 되므로 시스템 설계가 용이하다. 하지만 아날로그값을 디지털 데이터로 표현하는 데 사용될 수 있는 하드웨어의 한계로 아날로그값을 정확하게 표현할 수 없다.
콘텐츠
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.
- 비파괴성: 항상성이라고도 하며, 디지털 자료는 아날로그 자료같이 세월이 흘러도 변하지 않고 항상 똑같은 품질을 갖고 있다.
- 변형 가능성: 파괴적 의미의 변형이 아니라 항상 디지털화되어 있어 별도의 비용을 추가하지 않아도 자유롭게 정보를 추가, 삭제, 수정이 가능하다.
- 보관의 편리성: 보관 비용이 저렴하고, 공간적인 낭비가 거의 없다.
- 결합성: 여러 종류의 디지털 콘텐츠끼리 쉽게 결합하여 더 좋은 콘텐츠를 만들 수 있다.[7]
변조 방식
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 동일하다. 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.[8]
펄스코드변조
- 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.[8]
활용
- 비스포크
개인의 주문에 따라 맞춤 생산한다는 뜻으로, 한 사람을 위한 상품 또는 서비스의 제공을 의미한다.[9]
- 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.[10]
각주
- ↑ sc100, 〈아날로그(Analog)와 디지털(Digital)의 차이는 무엇일까?〉, 《스티밋》
- ↑ 2.0 2.1 김진혜, 〈디지털 영상론 2.〉, 《경상대학교》
- ↑ 3.0 3.1 문양세, 〈통신〉, 《강원대학교》
- ↑ 〈1-7장: 아날로그와 디지털〉, 《RF & 통신》
- ↑ 누들누들이, 〈디지털통신 개념정리(디지털통신 정의 및 장점, ISI, Eye Pattern)〉, 《티스토리》, 2019-12-08
- ↑ 〈아날로그와 디지털.〉, 《티스토리》, 2017-08-30
- ↑ 〈디지털 콘텐츠〉, 《위키백과》
- ↑ 8.0 8.1 순금이, 〈아날로그 통신과 디지털 통신의 비교〉, 《네이버 블로그》, 2013-04-03
- ↑ 박선미 기자, 〈은행도 개인 맞춤형 시대...디지털 비스포크 전략 뜬다(종합)〉, 《아시아경제》, 2021-01-19
- ↑ 양승민 기자, 〈세종충남대병원, IT 접목 디지털 병리 구축〉, 《전자신문》, 2020-11-12
참고자료
- sc100, 〈아날로그(Analog)와 디지털(Digital)의 차이는 무엇일까?〉, 《스티밋》
- 김진혜, 〈디지털 영상론 2.〉, 《경상대학교》
- 문양세, 〈통신〉, 《강원대학교》
- 〈1-7장: 아날로그와 디지털〉, 《RF & 통신》
- 누들누들이, 〈디지털통신 개념정리(디지털통신 정의 및 장점, ISI, Eye Pattern)〉, 《티스토리》, 2019-12-08
- 〈디지털 콘텐츠〉, 《위키백과》
- 순금이, 〈아날로그 통신과 디지털 통신의 비교〉, 《네이버 블로그》, 2013-04-03
- 박선미 기자, 〈은행도 개인 맞춤형 시대...디지털 비스포크 전략 뜬다(종합)〉, 《아시아경제》, 2021-01-19
- 양승민 기자, 〈세종충남대병원, IT 접목 디지털 병리 구축〉, 《전자신문》, 2020-11-12
같이 보기
