3. 아날로그 신호와 디지털 신호는 무엇이 다른가? 아날로그 신호와 디지털 신호 아날로그 방식과 디지털 방식

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1 3. 아날로그 신호와 디지털 신호는 무엇이 다른가? 아날로그 신호와 디지털 신호 아날로그 방식과 디지털 방식
bit(비트)와 byte(바이트)

2 학습 목표 아날로그 신호와 디지털 신호의 다른 점을 예를 들어 설명할 수 있다.

3 배울 내용 1. 아날로그 신호와 디지털 신호 2. 아날로그 방식과 디지털 방식 3. bit(비트)와 byte(바이트)
디지털화 bit(비트) byte(바이트)

4 1. 아날로그 신호와 디지털 신호 속력계에 바늘이 있어서 속력에 따라 가리키는 눈금이
계속 변하는 것과 속력에 따라 변하는 숫자로 나타내는 것의 차이점은 무엇일까? 자동차를 타고 달릴 때 자동차의 속력이 커지거나 작아지는 것을 볼 수 있다. 이러한 자동차의 속력을 측정하는 속력계는 그림 11의 (가)와 같이 속력에 따라 바늘의 눈금이 계속 변하는 것도 있고, 그림 (나)와 같이 화면에서 숫자가 변하는 것도 있다. 이 둘의 차이점은 무엇일까?

5 1. 아날로그 신호와 디지털 신호 그림 (가)와 같이 바늘이 속력을 표시한 눈금 사이를 움직이며 그 사이의 연속적인 모든 속력의 정보를 알려 주는 것을 아날로그 방식의 속력계라고 한다. 그러나 그림 (나)와 같이 0∼9까지의 숫자를 써서 불연속적으로 변하는 특정한 속력만을 표시하는 속력계를 디지털 방식의 속력계라고 한다.

6 1. 아날로그 신호와 디지털 신호 아날로그 신호와 디지털 신호를 비교 설명하고, 각각의 예를 들어보자.
아날로그 신호(analog signal)란 시간에 따라 연속적으로 변화하는 신호를 말하며, 디지털 신호(digital signal)는 시간에 따라 정해진 이산값(discrete value)만을 갖는 신호를 말한다. 아날로그와 디지털의 차이는 우리가 실생활에서 물리적인 크기나 양을 나타낼 때 사용하는 실수와 정수의 차이와 비슷하다. 예를 들어, 실수에서는 3과 5 사이에 3.1, 3.14, 3.6, 4.3, 4.9, 등 무수히 많은 실수가 존재하지만, 정수에서는 3과 5 사이에 4라는 정수만이 존재한다. 아날로그 신호는 시간이 지남에 따라 신호의 값이 연속적인 값을 가지면서 변하고, 디지털 신호는 정해진 이산적인 값 0 또는 1, 둘 중의 하나의 값만을 가지면서 변한다.

7 1. 아날로그 신호와 디지털 신호 아날로그 방식과 디지털 방식의 차이점을 알아보자.
시간의 흐름에 따른 어떤 변화량을 표시하고자 할 때 함수를 사용한다. 기온의 변화를 표시하려면 가로축에 시간, 세로축에 온도를 표시하여 나타낸다. 이러한 방식을 아날로그 방식이라고 한다. 1년 단위로 어느 학교 도서관의 책 수의 변화를 표시하려면 가로축에 연도, 세로축에 책 수를 표시하여 나타낸다. 이러한 방식을 디지털 방식이라고 한다. 위의 두 가지 방식의 근본적인 차이는 변화량이 가지는 값의 범위이다. 어떤 종류이든지 디지털 방식으로 표시할 수 있다. 예를 들어, 기온의 변화는 원칙적으로 아날로그 방식이 적합하지만, 우리가 1℃ 단위로 표시한다면 디지털 방식이 된다. 이 경우에 4.2℃ 혹은 5.1℃의 값은 4℃ 혹은 5℃로 표시해야만 하며 오차가 들어 있다. 학교 도서관의 책 수의 변화는 아날로그 방식보다는 디지털 방식이 적합하다.

8 1. 아날로그 신호와 디지털 신호 ① 아날로그 신호 음성과 영상 등 실생활의 대부분의 신호로 시간에 따라 [ ]으로 변하는 신호 연속적 시간에 따라 크기와 모양이 끊임없이 바뀌는 [ ]나 [ ] 등의 신호 음파 전자기파 아날로그는 부드러운 [ ] 모양(사인 곡선 모양)으로 표현되는 경우가 많다. 곡선

9 1. 아날로그 신호와 디지털 신호 ② 디지털 신호 [ ]적으로 변하는 것으로 문자나 정수, on/off, 0/1 등으로 신호를 보내고, [ ]적인 신호 변화와 정해진 약속에 따라 해석한다. 불연속 불연속 시간에 따라 크기와 모양이 [ ]적으로 나타나는 디지털 속도계, 디지털 시계, 디지털 저울, 디지털 온도계 등의 신호 불연속 디지털은 [ ]모양으로 표현된다. 숫자, 막대 그래프

10 2. 아날로그 방식과 디지털 방식 ① 디지털 텔레비전과 아날로그 텔레비전
디지털 텔레비전: 화상이나 음성 신호를 컴퓨터 파일이나 콤팩트디스크(CD)와 같은 [ ] 방식으로 바꾸어 전송하고, 또 이를 수신하는 텔레비전 시스템을 가리킨다. 디지털 신호 아날로그 텔레비전: [ ] 방식의 신호를 이용하여 전송하고 수신하는 텔레비전 시스템이다. 아날로그

11 2. 아날로그 방식과 디지털 방식 ② LP(음반)와 CD(콤팩트디스크)
홈 전기 신호 CD(콤팩트디스크): CD(콤팩트디스크)는 광디스크의 하나로 원반 표면에 ‘비트’라는 작은 요철(凹凸)을 만들어 자료를 기록한다. 그런 다음 이 요철에 [ ]을 쪼인 후 반사된 빛에 해당하는 0과 1의 [ ]로 바꾸어 앰프로 전달하고 스피커를 통해 소리로 출력한다. 레이저 빛 전기 신호

12 2. 아날로그 방식과 디지털 방식 ② CD(콤팩트디스크) 와 LP(음반) CD LP

13 2. 아날로그 방식과 디지털 방식 ③ 아날로그 방식과 디지털 방식의 정보 전달
아날로그 방식: 아날로그는 [ ]의 형태, 즉 전류의 주파수나 진폭 등 [ ]적으로 변화하는 형태로 전류를 전달한다. 곡선 연속 [ ] 방식: 디지털은 전류가 흐르지 않는 상태( )와 흐르는 상태( )의 두 가지를 조합하여 전달한다. 디지털 1

14 3. bit(비트)와 byte(바이트) 십진수 이진수 000 1 001 2 010 3 011 4 100 5 101 6 110 7 111 디지털 정보의 기본 단위는 [ ]법 숫자(binary digit)를 줄인 [ ]이다. 1bit는 두 가지 정보를 나타내는 단위로 0과 1로 표시된다. 이진 bit(비트) byte(바이트)는 [ ]로 표시할 수 있는 단위이다. 8bit

15 3. bit(비트)와 byte(바이트) 아날로그 방식의 정보를 디지털 방식의 정보로 바꾸는 과정을 디지털화라고 하고 이러한 장치를 [ ]라고 하며, 반대로 디지털 정보를 아날로그 정보로 바꾸는 것을 [ ]라고 한다. AD변환기 DA변환기

16 3. bit(비트)와 byte(바이트) 아날로그 온도 정보를 디지털 온도 정보로 바꿀 때에는 일정한 시간 간격으로 온도 값을 기록한다. 즉 3bit로 온도 값을 기록하면 기록할 수 있는 온도 값의 개수는 [ ]개이다. 23=8

17 3. bit(비트)와 byte(바이트) 1byte인 8bit를 사용하면 [ ]개의 값을 기록할 수 있다. 그러나 이렇게 bit수를 늘릴수록 점점 더 [ ] 값을 기록할 수 있지만, 자료를 저장해야 하는 공간이 더 많이 필요하게 된다. 28=256 정확한

18 정리 및 평가 <문제 1> 그림 (가)와 (나)는 자동차의 속력을 서로 다른 방식으로 전달하는 속력계를 나타낸 것이다. 다음은 (가)와 (나)에서의 정보 전달 방식을 비교한 내용이다. ㉠, ㉡, ㉢, ㉣에 들어갈 적당한 말을 써 넣으시오. (가) (나) (가)는 ( ㉠ ) 방식에 의해 정보를 기록한 것이고, (나)는 ( ㉡ ) 방식에 의해 정보를 전달하는 것이다. (가)는 시간에 대하여 ( ㉢ )적으로 정보가 기록되고, (나)는 시간에 대하여 ( ㉣ )적으로 정보가 기록된다. ㉠ 아날로그 ㉡ 디지털 ㉢ 연속 ㉣ 불연속

19 정리 및 평가 <문제 2> 정지해 있던 자동차가 출발하고 나서 시간에 따른 속력의 변화를 나타낼 때에는 아날로그 신호와 디지털 신호의 두 가지 방식으로 나타낼 수 있다. 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환할 때 정확한 정보를 얻기 위한 방법을 서술하시오. bit수를 늘리고 정보를 기록하는 시간 간격을 더 짧게 한다.

20 1. 아날로그 신호란 무엇이며, 그 예에는 어떤 것들이 있는가?
정리 및 평가 1. 아날로그 신호란 무엇이며, 그 예에는 어떤 것들이 있는가? 아날로그 신호는 연속적으로 변하는 것을 말하는데 음성과 영상 등 실생활의 대부분의 신호가 아날로그 신호이며, 시간에 따라 크기와 모양이 끊임없이 바뀌는 음파나 전자기파 등의 신호가 있다.

21 2. 디지털 신호란 무엇이며, 그 예에는 어떤 것들이 있는가?
정리 및 평가 2. 디지털 신호란 무엇이며, 그 예에는 어떤 것들이 있는가? 디지털 신호는 불연속적으로 변하는 것으로 문자나 정수, on/off, 0/1 등으로 신호를 보내고, 불연속적인 신호 변화와 정해진 약속에 따라 해석한다. 예로는 디지털 속도계, 디지털 시계, 디지털 저울, 디지털 온도계 등의 신호가 있다.

22 3 . 창의▪인성 : 인터넷 등을 활용하여 디지털 신호의 장점과 단점을 조사해 보자.
정리 및 평가 3 . 창의▪인성 : 인터넷 등을 활용하여 디지털 신호의 장점과 단점을 조사해 보자. 장점 (1) 자료의 특성이 변하지 않는다. (2) 전송 중에 신호가 변하지 않고 멀리 보낼 수 있다. (3) 정보 저장의 단위와 용량이 명확하다. (4) 아날로그보다 잡음을 줄일 수 있다. 단점 (1) 아날로그 신호의 특성을 모두 표현할 수는 없다. (2) 순간적인 오류가 이후의 신호에도 영향을 미칠 수 있다.

23 차시 예고 4차시 센서란 무엇이며, 어떻게 이용되고 있는가?

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