정보처리 - 아날로그와 디지털

정보를 처리하기 위한 신호의 구분.

세상은 정보로 이루어져 있다고 해도 과언이 아닙니다. 이 정보들을 가지고 가공하고 가치 있게 데이터화 하여 인간들에게 필요한 형태로 사용하는 것입니다. 소리라는 정보를 가지고 인간들은 언어를 만들고 대화를 하며 음악을 만들죠. 이처럼 인간에게 정보를 어떻게 처리하고 가공하여 어떤 식으로 사용하는지는 아주 중요합니다. 

모든 공학에서도 어떠한 정보를 어떻게 측정하여 처리를 하는지 아주 중요하고 공통된 필수 사항이기도 합니다. 

이 글에서는 이 정보를 어떠한 형태로 구분을 하고 그 특징이 무엇인지 알아보도록 하겠습니다.

 

아날로그 신호(Analog-Signal)

공학적인 관점에서 아날로그 신호는 어떠한 정보가 시간에 따라 연속적으로 변화하는 신호를 아날로그 신호라고 합니다. 온도, 습도 등 물질계에서 일어나는 거의 대부분의 것은 이 아날로그 신호로 표현을 할 수 있습니다. 그리고 인간은 그 신호를 보고 읽고, 해석하고 수치화할 수 있습니다. 대표적으로 아래와 같은 그림을 많이 보셨을 것입니다.

 

인간이 측정한 정보를 시간에 따라 정해둔 물리량에 따라 표현을 한 신호입니다. 

 

디지털 신호(Digital-Signal)

아날로그 신호와는 달리 디지털 신호는 분명히 구문 되는 두 가지의 신호 값만을 가질 수 있는 신호를 디지털 신호라고 부릅니다. 그래서 통상적으로 0과 1만이 있는 신호라고 많이 얘기합니다. 그러면 아래의 그림은 디지털 신호가 맞을까요?

전압이라는 물리량이 시간에 따라 변화하고 있습니다. 하지만 아날로그일 때와는 다르게 극명하게 2가지로 구분을 할 수 있습니다. 저 2 영역을 0과 1로 표현을 하면 바로 디지털 신호가 될 수 있는 것입니다.

 

컴퓨터 공학에서의 신호

컴퓨터는 2진수의 언어를 사용한다 2가지의 신호만을 구분할 수 있다. 계속해서 듣는 말일 것입니다. 그렇다면 컴퓨터가 이해하기 쉬운 신호는 어떤 신호일까요? 네 디지털 신호와 아주 딱 맞아떨어집니다. 그렇타면, 아날로그 신호는 컴퓨터가 이해를 할 수 없는 걸까요? 또 컴퓨터가 계산하고 나온 디지털 신호를 그대로 인간이 본다면 쉽게 이해할 수 있을까요?

 

대부분 신호들을 인간이 표현을 할 때 아날로그 신호를 많이 표현을 합니다. 온도, 습도, 소리, 배터리 잔량 등 그리고 이러한 아날로그 신호들을 디지털 신호로 어떠한 장치나 방법을 통해 바꾸어 주어야 비로소 컴퓨터가 이해할 수 있습니다.

그리고 그 디지털 신호를 컴퓨터가 읽고 어떠한 수식을 통해 계산하고 다시 아날로그 신호로 바꾸어 주여야 인간이 보고 이해하기 쉬울 것입니다. 

모든 공학 분야에서 디지털 신호와 아날로그 신호의 개념을 정확히 알고 구분을 해야만 기계와 인간 간의 소통의 이해를 좀 더 원활히 할 수 있을 것입니다. 

 

요약

• 아날로그 신호는 시간에 따라 연속적으로 변화하는 값
• 디지털 신호는 시간에 따라 변화하는 값이 2가지로 구분이 될수 있는 값
• 아날로그 신호를 → 디지털 신호로 바꾸어야 컴퓨터가 이해하기 쉽다.
• 컴퓨터에서 처리가 끝난 디지털 신호가 → 아날로그 신호로 변경되어야 사람이 이해하기 쉽다.
• 공학에서 신호의 구분은 기계와 인간 사이의 관계를 이해하는 기본이다.