본문내용
1. 디지털 시스템과 아날로그 시스템의 비교
1.1. 아날로그 시스템의 개념과 특성
아날로그 시스템은 연속적인 정보를 입력받아 처리해서 연속적인 형태의 정보를 출력하는 시스템이다. 아날로그 신호는 자연에서 생성된 파를 가능한 그대로 재현한 것으로, 비스듬한 기울기가 있는 곡선 형태로 표현된다. 이는 마치 자연스러운 아날로그 기기의 작동 모습과 유사하다. 아날로그 시스템은 미세한 신호까지 잡아낼 수 있으며 세밀한 표현이 가능하다는 장점이 있다. 하지만 아날로그 신호는 시시각각 변화하기 때문에 변질되기 쉽고 가공이 쉽지 않다는 단점이 존재한다. 또한 잡음이나 음원 깨짐 등의 기술적 문제가 발생할 수 있다.
1.2. 디지털 시스템의 개념과 특성
디지털 시스템의 개념과 특성은 다음과 같다.
디지털 시스템은 모든 정보를 0과 1의 이진법으로 표현하는 시스템이다. 이는 아날로그 시스템에 비해 불연속적인 형태를 가지고 있다. 아날로그 시스템은 연속적인 정보를 입력받아 처리하고 연속적인 형태의 정보를 출력하지만, 디지털 시스템은 모든 정보를 이진법으로 변환하여 처리한다.
디지털 시스템의 주요 특성은 다음과 같다. 첫째, 디지털 시스템은 전기적, 기계적인 이유로 발생하는 잡음에 강하다. 0과 1의 이진법으로 표현되는 디지털 신호는 변질되기 어렵고 손실이 거의 없다. 둘째, 디지털 시스템은 구성하기가 용이하고 경제성이 높다. 디지털 집적회로의 제작이 아날로그 집적회로보다 훨씬 용이하다. 셋째, 디지털 신호는 반도체 등의 기억 장치에 저렴한 비용으로 저장할 수 있다. 넷째, 디지털 시스템은 회로를 추가하여 필요한 만큼의 정밀도를 높일 수 있지만, 아날로그 시스템은 정밀도를 높이기 어렵다. 디지털 시스템의 출력이 숫자로 표시되어 측정 오차가 없어 정확도가 높다.
이러한 디지털 시스템의 특성으로 인해 디지털 시스템은 아날로그 시스템에 비해 잡음에 강하고 저장 및 가공이 용이하며, 경제성과 정확성이 높다. 따라서 최근에는 기존의 아날로그 시스템이나 새로운 시스템의 대부분이 디지털 시스템으로 구성되는 추세이다.
1.3. 아날로그 시스템과 디지털 시스템의 장단점
아날로그 시스템과 디지털 시스템의 장단점은 다음과 같다:
아날로그 시스템의 장점은 자연적인 신호이므로 자연스럽다는 점과 매체 기술력 수준에 따라 차이는 있더라도 미세한 신호까지 잡아낼 수 있으며 세밀한 표현이 가능하다는 것이다. 하지만 아날로그 신호는 시시각각 바뀌기 때문에 변질되기 쉽고 가공이 쉽지 않다는 단점이 존재한다. 이로 인해 기술적 문제에 의해 잡음이나 음원이 깨지는 문제점을 가져온다.
반면, 디지털 시스템의 장점은 첫째, 설계하기가 용이하고 둘째, 0, 1로 저장되어 있는 데이터가 바뀌지 않는 이상은 변화가 없기 때문에 내·외부 잡음에 강하다. 셋째, 정보를 저장하거나 가공하기가 용이하고 장기간 대량의 데이터 보관이 가능하다. 넷째, 프로그래밍으로 전체 시스템을 제어할 수 있어서 규격이나 사양의 변경에 쉽게 대응할 수 있어 기능 구현의 유연성을 높일 수 있다. 다섯째, 기술이 발전함에 따라 정보처리의 정확성과 정밀도를 높일 수 있다. 여섯째, 아날로그 시스템으로는 다루기 어려운 비선형 처리나 다중화 처리 등도 가능하다. 일곱째, 전체 시스템 구성을 소형화, 저가격화로 할 수 있다. 여덟째, 디지털 시스템의 많은 장점으로 인해 기존 아날로그 시스템이나 새로운 시스템의 대부분은 디지털 시스템으로 구성하는 추세이다.
하지만 디지털 시스템의 단점으로는 원래의 정보를 그대로 기록하고 재생할 수 없으며, 디지털 신호는 가공에는 용이하지만 정해진 규격 외의 신호인 미세한 신호를 잡아내지 못한다는 특징이 있다.
종합하면, 아날로그 시스템은 자연스러움과 미세 신호 처리능력이 뛰어나지만 변질과 가공의 어려움이 있는 반면, 디지털 시스템은 잡음에 강하고 정보 처리의 정확성과 유연성이 높으며 소형화와 장기 보관이 용이하다는 장점이 있다. 이로 인해 대부분의 새로운 시스템이 디지털 방식으로 구현되는 추세이다.
2. 디지털 시스템의 발전
2.1. 2진수의 사용 이유
디지털 시스템에서 2진수를 사용하는 이유는 다음과 같다.
첫째, 전기적 신호로 의미를 전달할 수 있는 가장 간단하고 만들기 쉬운 방법이기 때문이다. 디지털 시스템의 전기 회로에서는 2진수를 사용하여 정보를 표현하는 것이 가장 효율적이다. 전압의 높낮이만으로 구분이 가능한 2진 체계가 아날로그 체계에 비해 보다 정확하고 안정적인 신호 전송이 가능하다.
둘째, 디지털 시스템에서 전기적, 기계적인 이유로 발생하는 불필요한 신호, 데이터를 전송할 때 이로 인해 데이터가 달라지는 것을 막기 위해서이다. 디지털 시스템에서는 잡음(Noise)을 최소화하기 위해 2진수를 사용한다. 2진수 체계보다 더 높은 체계에서는 상대적으로 더 큰 잡음이 발생하기 때문이다.
셋째, 2진수를 사용하면 디지털 시스템에서 완벽한 복제물을 만들 수 있기 때문이다. 아날로그 신호는 열화 및 왜곡이 발생하지만, 디지털 신호는 0과 1로 명확히 구분되므로 동일한 데이터를 정확하게 복제할 수 있다.
넷째, 2진수를 사용하면 형태를 가진 모든 것을 "비트(bit)의 형태"로 표현할 수 있기 때문이다. 이를 통해 데이터를 컴퓨터 메모리나 저장장치에 효율적으로 저장하고 처리할 수 있다.
종합하면, 디지털 시스템에서 2진수를 사용하는 이유는 전기 신호 처리의 간단함, 잡음 최소화, 데이터 복제 용이성, 범용성 등 다양한 장점 때문이다. 이와 같은 이점으로 인해 디지털 시스템은 아날로그 시스템에 비해 널리 활용되고 있다.
2.2. 디지털 시스템의 높은 정확도
디지털 시스템이 아날로그 시스템보다 더 높은 정확도를 갖는 이유는 다음과 같다.
첫째, 디지털 시스템은 신호가 뚜렷이 구별되는 값으로 나타나므로 신뢰도가 높다. 아날로그 시스템에서는 마이크를 통한 음성신호를 아날로그 전기 신호로 변환할 때 주변의 잡음과 마이크 내부 잡음까지 입력되어 원래의 음성 신호가 많이 일그러지게 된다. 또한 신호가 전기 회로를 통과할 때 전기 저항 등에 의해 세력이 약해져 원래...
