디지털
오래전부터 인류는 세상에서 발견한 지식을 남기고자 했습니다. 동굴 벽에 사냥 장면을 새겨 넣고, 파피루스에 문자를 기록해 지혜를 전달했습니다.
특히 소리나 빛처럼 연속적으로 변하는 자연 현상을 있는 그대로 담아내려는 시도는 오랫동안 이어져 왔습니다. 예를 들어 레코드판은 가수의 목소리나 악기의 미세한 떨림을 레코드 표면에 그대로 새겨 넣습니다. 이처럼 현실 세계의 정보를 그 연속적인 특성 그대로 표현하는 방식들을 아날로그라고 부릅니다.
그런데 컴퓨터는 정보를 다루는 데 있어 이 아날로그 방식과는 전혀 다른 독특한 길을 선택했습니다. 바로 디지털 방식입니다. 정보를 몇 가지의 명확히 구분되는 값으로만 표현한다는 아이디어입니다.
어떻게 이런 단순함으로 현실 세계를 담아낼 수 있다는 걸까요? 왜 컴퓨터는 이런 방식을 택했을까요? 몇 가지 값만으로 소리, 글자, 이미지등을 담아내는 방법을 살펴봅시다.
세상을 쪼개는 컴퓨터
디지털은 정보를 작은 조각으로 나누어 단순한 숫자로 표현하는 방식입니다. 이 조각 하나하나가 컴퓨터가 이해할 수 있는 가장 기본적인 정보 단위가 됩니다.
사진을 예로 들어봅시다. 필름 카메라로 사진을 찍으면 빛이 필름 표면에 연속적인 색조와 밝기의 변화로 이미지를 기록합니다. 완전한 아날로그 정보입니다.
하지만 디지털카메라는 이미지를 아주 작은 네모난 점, 즉 픽셀로 먼저 나눕니다. 각 픽셀은 담당하는 작은 영역에서 감지된 빛의 세기와 색상 정보를 하나의 숫자 값으로 변환하고 저장합니다. 결국 피사체는 수많은 픽셀 값, 즉 디지털 데이터로 변환되는 것입니다.
그렇다면 컴퓨터는 왜 이렇게 세상을 잘게 쪼개어 디지털로 이해하려 할까요?
우선 외부 간섭으로부터의 강인함 때문입니다. 아날로그 신호는 연속적이라 미세한 변화에도 민감하고, 주변의 작은 소리나 전기적 잡음에도 쉽게 원래 모습이 흐려지거나 변형될 수 있습니다. 하지만 디지털은 정보를 명확히 구분되는 상태로 표현합니다. 덕분에 약간의 간섭이 있더라도 컴퓨터는 원래의 값을 분명하게 알아볼 수 있어 정보가 훨씬 안정적으로 유지됩니다.
이렇게 명확하게 표현된 정보는 손실 없이 다룰 수 있습니다. 종이 위의 글이나 그림을 복사기로 복사하고, 그렇게 나온 복사본을 다시 복사기에 넣어 또 복사하는 과정을 몇 번만 반복해도 내용이 점점 흐릿해지고 번져 결국 원본을 알아보기 어렵게 되는 것을 본 적 있을 것입니다. 반면 디지털 정보는 수백만 번을 복사하거나 지구 반대편으로 전송해도 원본과 조금도 다르지 않은 내용을 완벽하게 유지합니다.
마무리
컴퓨터가 연속적인 아날로그 대신, 세상을 잘게 쪼개 숫자로 나타내는 디지털 방식으로 정보를 표현하는 이유를 살펴보았습니다. 잡음에 강하고, 손실 없이 복사하고 전달할 수 있기 때문입니다.
그런데 0, 1, 2를 사용하는 3진법이나 0, 1, 2, 3을 사용하는 4진법도 디지털 방식일텐데 왜 0과 1만을 사용하는 이진법을 핵심 원리로 삼았을까요? 다음 글에서 살펴봅시다.