디지털 데이터

Digital data
이 기사는 정보 이론과 정보 시스템의 개념에 관한 것입니다.전자 장치의 개념은 디지털 신호를 참조하십시오.그 외의 용도는, 디지털을 참조해 주세요.
디지털 시계어느 순간에나 얼굴의 숫자로 나타나는 시간이 디지털 데이터입니다.실제 정확한 시간은 아날로그 데이터입니다.

정보 이론과 정보 시스템에서 디지털 데이터는 문자나 숫자와 같은 일부 알파벳에서 제한된 수의 값 중 하나만 취할 수 있는 이산 기호로 표현되는 정보입니다.예를 들어 영숫자 문자열로 구성된 텍스트 문서가 있습니다.현대 정보 시스템에서 가장 일반적인 디지털 데이터는 이진 데이터이며, 이진 데이터는 각각 0 또는 1의 두 값 중 하나를 가질 수 있는 이진 숫자(비트) 문자열로 표시됩니다.

디지털 데이터는 아날로그 데이터와 대조할 수 있습니다.아날로그 데이터는 연속되는 실수의 범위에서 얻은 값으로 표시됩니다.아날로그 데이터는 아날로그 신호에 의해 전송되며, 아날로그 신호는 연속적인 값을 가질 뿐만 아니라 시간의 연속적인 실제 값 함수인 시간에 따라 지속적으로 변화할 수 있습니다.예를 들어 음파의 기압 변동을 들 수 있습니다.

digital이라는 단어는 digit, digitus (라틴어로 손가락을 뜻하는 단어)와 같은 어원에서 유래했습니다.Bell Telephone Laboratory의 수학자 George Stibitz는 1942년 [1]대공포를 조준하고 발사하도록 설계된 장치에 의해 방출되는 빠른 전기 펄스를 언급하면서 디지털이라는 단어를 사용했다.이 용어는 컴퓨팅 및 전자제품에서 가장 일반적으로 사용되며, 특히 디지털 오디오 및 디지털 사진처럼 실제 정보가 이진수 형식으로 변환됩니다.

기호에서 디지털 변환

기호(예를 들어 영숫자 문자)는 연속적이지 않기 때문에 연속 또는 아날로그 정보를 디지털로 변환하는 것보다 기호를 디지털로 표현하는 것이 더 쉽습니다.아날로그에서 디지털로의 변환과 같이 샘플링과 양자화가 아닌 폴링이나 부호화 등의 기술이 사용됩니다.

심볼 입력 디바이스는 보통 스위치그룹으로 구성됩니다.이 그룹은 어떤 스위치가 스위치인지 정기적으로 폴링됩니다.단일 폴링 간격 내에 2개의 스위치를 누르거나 스위치를 눌렀다 놨다 다시 누르면 데이터가 손실됩니다.이 폴링은 메인 CPU에 부담을 주지 않도록 디바이스의 전용 프로세서에 의해 실행할 수 있습니다.새로운 기호가 입력되면 일반적으로 디바이스는 CPU가 읽을 수 있도록 특수한 형식으로 인터럽트를 전송합니다.

스위치 수가 적은 장치(예: 조이스틱의 버튼)의 경우 각 스위치의 상태를 단일 단어로 비트(보통 릴리스된 경우 0, 누른 경우 1)로 인코딩할 수 있습니다.이 기능은 키 누르기의 조합이 중요한 경우 유용하며, 때로는 키보드의 수정자 키 상태(시프트 및 제어 등)를 전달할 때 사용됩니다.단, 단일 바이트 또는 워드의 비트 수보다 많은 키를 지원하도록 확장되지는 않습니다.

다수의 스위치(컴퓨터 키보드 등)가 있는 디바이스는 통상, 이러한 스위치를 스캔 매트릭스내에 배치해, 개개의 스위치를 x 라인과 y 라인의 교차점에 둡니다.스위치를 누르면 대응하는x 회선과 y 회선이 연결됩니다.폴링(이 경우 종종 스캔이라고 함)은 각 x라인을 순차적으로 활성화하고 어떤 y라인에 신호가 있는지 감지하여 어떤 키가 눌려지는 방식으로 수행됩니다.키보드 프로세서는 키의 상태가 변화한 것을 검출하면, 키의 스캔 코드와 새로운 상태를 나타내는 신호를 CPU에 송신합니다.그런 다음 기호는 수식자 키 및 원하는 문자 인코딩 상태에 따라 숫자로 인코딩되거나 변환됩니다.

커스텀 부호화는, 데이터의 손실 없이 특정의 애플리케이션에 사용할 수 있습니다.그러나 '''과 같은 기호를 변환해야 하지만 표준에 없는 경우 ASCII와 같은 표준 인코딩을 사용하는 것은 문제가 있습니다.

1986년에는 세계 정보 저장 기술 용량의 1% 미만이 디지털이었고 2007년에는 이미 94%[2]였던 것으로 추정됩니다.2002년은 인류가 아날로그 형식보다 디지털 형식으로 더 많은 정보를 저장할 수 있었던 해로 추정된다('[3][4]디지털 시대의 시작').

미국.

디지털 데이터는 세 가지 상태로 분류됩니다. 즉, 유휴 데이터, 전송 중인 데이터 및 사용 중인 데이터입니다.기밀성, 무결성 및 가용성은 '탄생'부터 데이터 [5]파괴까지 라이프 사이클 전체에 걸쳐 관리해야 합니다.

디지털 정보의 속성

모든 디지털 정보는 통신에 관한 아날로그 데이터와 구별되는 공통 속성을 가지고 있습니다.

  • 동기화:디지털 정보는 심볼이 정렬된 시퀀스에 의해 전달되기 때문에 모든 디지털 스킴은 시퀀스의 시작을 결정하는 몇 가지 방법을 가지고 있습니다.문자 또는 구어 인간의 언어에서 동기화는 일반적으로 일시 중지(스페이스), 대문자 및 구두점을 통해 제공됩니다.기계 통신에서는, 통상, 특수한 동기 시퀀스를 사용합니다.
  • 언어:모든 디지털 통신은 형식적인 언어를 필요로 합니다.이 문맥에서는, 통신이 성공하기 위해서, 디지털 통신의 송신자와 수신자가 사전에 가지는 모든 정보로 구성됩니다.언어는 일반적으로 임의이며 특정 기호 시퀀스에 할당되는 의미, 허용되는 값의 범위, 동기화에 사용하는 방법 등을 지정합니다.
  • 오류: 아날로그 통신의 장애(노이즈)는 의도된 통신과 실제 통신 사이의 일부, 일반적으로 작은 편차 또는 오류를 야기합니다.디지털 통신에 있어서의 장해는, 그 장해가 다른 기호로서 잘못 해석되거나 심볼의 시퀀스를 방해할 정도로 크지 않는 한, 에러를 일으키지 않는다.따라서 일반적으로 완전히 오류가 없는 디지털 통신을 사용할 수 있습니다.또, 체크 코드등의 기술을 사용해 에러를 검출해, 용장성 또는 재전송에 의한 에러 없는 통신을 보증할 수 있다.디지털 통신 오류는 심볼이 다른 심볼로 대체되는 대체 오류 또는 디지털 메시지에 추가 잘못된 심볼이 삽입 또는 삭제되는 오류의 형태를 취할 수 있습니다.디지털 통신에서 수정되지 않은 오류는 통신의 정보 내용에 예측할 수 없고 일반적으로 큰 영향을 미칩니다.
  • 복사:노이즈의 존재는 불가피하기 때문에 아날로그 통신의 많은 연속적인 복사본을 만드는 것은 각 세대가 노이즈를 증가시키기 때문에 불가능합니다.디지털 통신은 일반적으로 오류가 없기 때문에 복사본을 무한정 만들 수 있습니다.
  • 상세도:연속 가변 아날로그 값의 디지털 표현에는 일반적으로 해당 값에 할당되는 기호 수의 선택이 포함됩니다.기호의 수는 결과 기준의 정밀도 또는 분해능을 결정합니다.실제 아날로그 값과 디지털 표현 간의 차이를 양자화 오류라고 합니다.예를 들어 실제 온도가 23.234456544453도인데 특정 디지털 표현에서 이 파라미터에 2자리(23)만 할당되어 있는 경우 양자화 오류는 0.234456544453입니다.디지털 통신의 이러한 속성을 입도라고 합니다.
  • 압축 가능:Miller에 따르면, "비압축 디지털 데이터는 매우 크고 원시 형태에서는 아날로그 데이터보다 더 큰 신호(따라서 전송이 더 어렵다)를 생성할 수 있습니다.그러나 디지털 데이터는 압축할 수 있습니다.압축은 정보 전송에 필요한 대역폭 공간을 줄입니다.데이터는 소비 현장에서 압축, 전송, 압축 해제할 수 있습니다.이를 통해 훨씬 더 많은 정보를 전송할 수 있게 되고, 예를 들어 더 많은 TV [4]채널을 위한 공중파 스펙트럼에 더 많은 공간을 제공하는 디지털 TV 신호가 생성됩니다."

과거의 디지털 시스템

디지털 신호는 일반적으로 현대 전자제품과 컴퓨팅에 사용되는 이진 전자 디지털 시스템과 관련되어 있지만, 디지털 시스템은 사실 고대 시스템이며 이진 또는 전자일 필요는 없습니다.

  • DNA 유전자 코드는 디지털 데이터 저장의 자연스러운 형태입니다.
  • 쓰여진 텍스트(대부분의 경우 알파벳 문자 집합과 이산 기호 사용으로 인해)
  • 주판은 기원전 1000년에서 기원전 500년 사이에 만들어졌고, 나중에 계산 빈도의 한 형태가 되었다.오늘날 이것은 매우 발전되었지만 기본적인 디지털 계산기로 사용될 수 있습니다. 이 계산기는 숫자를 나타내기 위해 줄에 있는 구슬을 사용합니다.비즈는 위아래로 분리된 상태에서만 의미가 있으며, 중간 상태에서는 의미가 없습니다.
  • 비콘은 아마도 두 가지 상태(ON/OFF)만 있는 가장 단순한 비전자 디지털 신호일 것입니다.특히 연기 신호는 아날로그 "반송파"(연기)를 블랭킷으로 변조하여 정보를 전달하는 디지털 신호(퍼프)를 생성하는 디지털 신호의 가장 오래된 예 중 하나입니다.
  • 모스 코드는 점, 대시, 문자 간 간격(각 점 또는 대시 사이), 짧은 간격(각 문자 간), 중간 간격(단어 간), 긴 간격(문장 간) 등 6개의 디지털 상태를 사용하여 전기 또는 빛과 같은 다양한 잠재적 통신사를 통해 메시지를 보냅니다(예: 전보 또는 섬광 사용).
  • 점자는 도트 패턴으로 렌더링된 6비트 코드를 사용합니다.
  • 플래그 세마포는 특정 위치에 있는 막대 또는 플래그를 사용하여 메시지를 수신자에게 전송하여 어느 정도 떨어진 곳에서 메시지를 감시합니다.
  • 국제 해상 신호 깃발에는 선박들이 서로 메시지를 보낼 수 있도록 알파벳 문자를 나타내는 독특한 마크가 있습니다.
  • 최근 발명된 모뎀은 아날로그 "반송파" 신호(사운드 등)를 변조하여 이진 디지털 정보를 일련의 이진 디지털 사운드 펄스로 인코딩합니다.조금 전의 버전에서는, 놀라울 정도로 신뢰성이 높은 같은 개념의 오디오 디지털 「신호」와「신호 없음」의 정보(즉, 「사운드」와「사일런트」)를 자기 카세트 테이프에 번들 해, 초기 가정용 컴퓨터에 사용되도록 했습니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Ceruzzi, Paul E (June 29, 2012). Computing: A Concise History. MIT Press. ISBN 978-0-262-51767-6.
  2. ^ "정보의 저장, 통신 및 컴퓨팅을 위한 세계의 기술적 능력" 특히 온라인 자료를 지원하는 Martin Hilbert와 Priscila Lopez(2011), Science, 332(6025), 60-65. martinhilbert.net/WorldInfoCapacity.html에서 무료로 기사를 볼 수 있습니다.
  3. ^ ""video animation on The World's Technological Capacity to Store, Communicate, and Compute Information from 1986 to 2010". YouTube.
  4. ^ a b Miller, Vincent (2011). Understanding digital culture. London: Sage Publications. sec. "Convergence and the contemporary media experience". ISBN 978-1-84787-497-9.
  5. ^ "The three states of information". The University of Edinburgh. Retrieved 2021-02-21.

추가 정보

  • 토치, R. 2006디지털 시스템: 원칙과 응용 프로그램 (10판).프렌티스 홀.ISBN 0-13-172579-3