1, 2차시 02. 정보통신 기술의 활용 (p154)
1. 정보 통신 시스템이란 무엇인가
【생각열기】
정보 통신 이란
- 송신기와 수신기 사이에서 정보를 빠르고 정확하게 교환하는 것
- 정보를 보내기 위해 정보를 만드는 과정이 필요함.
- 만들어진 정보를 필요한 신호나 형태로 변환시켜
통신 매체를 이용하여 정보를 전송하는 기술
1) 정보의 뜻과 데이터의 종류
(1) 정보의 뜻
① 데이터(자료) :
단순한 관찰이나 측정을 통하여 수집한 사실이나 값
② 정보 :
- 수많은 자료를 수집하여 데이터를 가공, 처리하여
사람에게 의미있는 것으로 만들어 진것.
[예] 학생들의 시험 성적 자료를 컴퓨터로 정보 처리하여
만든 성적표, 학생 자료를 컴퓨터로 처리 가공한 학적관리,
30명의 학생들 키 평균 등
【자료와 정보】
③ 정보의 종류
- 경제 정보, 기상 정보, 생활 정보, 교통 정보, 문화 정보 등
【기상 정보】
【교통 정보】
(2) 표현 형태에 따른 데이터의 종류
데이터에는 텍스트(문자, 문서를 포함), 사운드(음성, 음악 등의
모든 소리를 포함), 이미지(그림이나 그래프 등), 애니메이션
(만화, 광고, 게임 등), 비디오(영화나 텔레비전 영상 등) 등이 있다.
가. 텍스트
① 컴퓨터에서 정보를 전달하는 가장 쉬운 방법으로 문자, 숫자,
특수문자 등을 처리하기 위해 2진수로 구성된 7비트(Bit)의
아스키(ASCII) 코드와 세계 모든 나라의 문자를 표현하기 위한
2바이트(=16Bit)의 유니(Uni)코드가 있음
② 텍스트 파일의 종류 :
*.TXT, *.DOC, *.HWP, *.RTF, *.PDF 등이 있음
【컴퓨터 안에서 텍스트의 표현】
나. 사운드
① 음성, 음악, 음향 효과 등을 사운드라 함
② 소리는 공기를 진동시키는 음파로 전달됨
소리는 공기중에 파장을 만들어 듣는 사람의 고막을
진동시킴으로써 전달됨
③ 음파는 아날로그 형태이기 때문에 컴퓨터에 저장하기
위해서는 0또는 1의 형태인 디지털 형태로 변형해야 함
【아날로그 신호와 디지털 신호】
④ Wave 소리작성 프로그램 : 녹음기, GoldWave, CoolEdit 등
⑤ 사운드 파일의 형식으로 *.WAV, *.MP3, *.WMA, RA 등이 있음
¤ WAVE (*.wav) : 대표적인 소리자료 형태로서 윈도우에서
기본적으로 제공. 윈도우의 효과음으로 많이 사용.
¤ MP3 : 고음질의 오디오 압축 기술(음반 CD의 50배). 음질이 뛰어남.
보통 노래 1곡이 1-2Mbyte정도로 파일의 용량이 작아
인터넷에서 많이 사용.
음질의 손상없이 기존의 데이터를 1/10 - 1/12 정도 압축비율로
압축하는 MPEG Layer-3 기술을 이용한 음악용 압축화일 형식임.
MP3파일을 만들기 위해서는 먼저 CD에서 음악을 추출
⇒ 일반오디오 파일인 .WAV파일로 생성 ⇒ MP3 파일로 압축한다.
재생 프로그램 : 윈 엠프(Winamp), 거윈 제트오디오 등이 있음.
¤ MIDI(*.mid) : 전자악기 음악인 MIDI 자료를 저장하는
파일 형식으로 파일의 크기가 작아 전송에 유리함.
전송이 완료될 때까지 들을 수 없다.
¤ RealAudio(*.ra, *.ram) :
웹에서 사용하는 리얼 오디오 파일형식.
플러그인(Plug-in) 지원. 소리 파일전체를 받은 후
재생하지 않고, 네트워크 상황에 따라 받아 가며 재생.
- 스트리밍(실시간 재생) 가능
¤ AU(*.au) : 주로 Unix에서 사용하던 것으로 인터넷에 많이 사용됨.
¤ WMA(Windows Media Audio, *.WMA) : 마이크로소프트
윈도 미디어의 핵심이 되어 개발된 음성 코덱의 하나이다.
⑥ 아날로그 신호를 디지털 컴퓨터에서 다루기
¤ 우리가 듣는 일반적인 소리 신호는 아날로그 파형으로
되어 있으며, 주파수와 진폭으로 구성되어 있다.
【아날로그 신호의 형태】
¤ 소리의 재생 및 편집 :
마이크, 사운드 카드, 스피커, 사운드관련 프로그램
¤ 소리의 입력 : 마이크
¤ 사운드 카드(Sound Card) :아날로그 형태의소리를
디지털 형태로 변환하는 장치
【아날로그 신호와 디지털 신호】
⑦ 소리 자료는 웨이브 방식의 자료와 미디 방식의 자료로 구분됨.
㉠ 웨이브(Wave) 방식의 자료 - 확장자 : *.WAV
윈도우에서 음성이나 소리 정보를 저장하는 파일 형식임.
자연에 존재하는 아날로그 형식의 소리를 일정한 시간
간격으로 소리에 대한 정보를 알아내는 샘플링(Sampling) 방법을
통해 디지털화하여 얻음.
단점 : 저장 공간을 많이 차지함.
※ 샘플링(Sampling) : 아날로그 신호를 짧은 일정 시간 간격으로
연속적으로 측정하여 각각의 진폭을 숫자로 표현하는 기법
㉡ 미디 방식(MIDI)의 자료 - 확장자 : *.MID
컴퓨터를 이용하여 음악을 연주하기위한 방식으로 웨이브
방식보다 복잡. 미디(MIDI) 파일은 서로 다른 저장 방식을 갖고 있는
전자 음악 악기의 소리를 녹음하고 교환하는 데 있어 표준화된 형식.
장점 : 파일 크기가 상대적으로 작으며, 악기의 추가 및
삭제 등 편집이 쉽다.
단점 : 미디의 재생에 사용되는 신시사이저 칩에 따라 음악의
질이 달라짐.
⑧ 소리의 디지털화 기법
소리의 디지털화 기법으로 널리 알려진 것으로는 PCM,
DPCM, ADPCM 방식 등이 있다.
- 펄스코드변조 (PCM : Pulse Code Modulation )
【PCM : Pulse Code Modulation 】
다. 이미지
① 이미지는 눈으로 볼 수 있는 정지된 영상 데이터로서
정보의 전달 효과가 텍스트나 사운드 보다 크다.
이미지 파일은 용량이 크기 때문에 통신하기 위해서는 압축이 필요함
② 그림 자료는 사용자가 직접 제작할 수도 있으며, 이미 만들어진
클립 아트나 화면 캡처를 이용할 수 있고, 스캐너로 입력하여
사용할 수도 있다.
③ 그림 자료의 파일 저장 방식
BMP, PCX, GIF, WMF, TIFF, JPG 형식 등이 주로 사용.
㉠ JPEG(Joint Photograhpics Expert Group)
- 정지 영상 압축 표준기술로 압축된 이미지 파일.
- 데이터의 손실없이 무손실 압축을 지원.
- 압축률은 20:1정도로 압축률이 낮을수록 파일의 크기가 커짐.
- 파일의 확장자 : ".JPG"
㉡ GIF
- 최대 256색까지의 색상을 표현이 가능
- ".JPG" 와 함께 웹(WWW)에서 이미지 표현이 가능
- GIF 86a 포맷의 경우 연속된 그림을 붙여 애니메이션 효과도
구현할 수 있음.
- 파일을 압축하여 저장. 파일의 크기가 작음.
- 파일의 확장자 : ".GIF"
㉢ TIF
- 이미지 해상도가 높아 전자 출판과 같이 고해상도의
이미지를 나타낼 때 사용
㉣ PCX
- 최대 256색상을 표현할 수 있음.
㉤ WMF(Window Meta File)
- 벡터방식, 즉 드로잉 프로그램을 지원하기 위한 형식.
클립 아트로 지원됨
㉥ BMP(비트맵)
- 그림을 압축하지 않은 형태로 저장됨.
윈도우에서 가장 많이 사용하는 형식.
【디지털 사진】 【그래픽 프로그램을 이용한 그림】
④ 그림 파일의 형식
㉠ 비트 맵(Bitmap) 형식 : 그림을 점(Bit)의 집합으로 표현하는 것
장점 : 회화적인 분위기를 쉽게 표현할 수 있음
단점 : 그림을 확대하면 계단 현상이 발생
㉡ 벡터(Vector) 형식 :
그림을 좌표 값을 가진 선분의 집합으로 표현하는 것
¤ 명령어를 직접 입력 또는 명령어에 해당하는 아이콘
선택하여 그림을 구성하는 방식 - 도형으로 표현하는 것
장점 : 그림의 크기가 작고 그림을 확대해도 계단현상이 발생하지 않음
단점 : 색상이 많고, 고해상도의 그림을 표현하면 파일의 크기가 커짐.
회화적인 분위기 표현이 어려움.
【비트맵(Bitmap)】 【벡터(Vector)】
⑤ 그림 자료의 확대
【비트맵(Bitmap) 방식의 그림】 【벡터(Vector) 방식의 그림】
⑥ 픽셀과 해상도
㉠ 픽셀(Pixel):
Picture(그림) + Element (구성요소)의 약자로 화소(畵素)라 한다.
¤ 디지털 이미지의 기본 단위, 즉 화면상의 최소단위
¤ 그림을 표현하는 요소이며, 모니터 화면을 구성하는 1단위가 된다.
¤ 모니터의 해상도 : 가로 x 세로 개의 픽셀수로 구성됨
¤ 화상의 섬세한 부분이 어느정도 세밀하게 표현되는지를
나타내는 정도를 말함.
¤ 이미지의 선명도 단위 : DPI (dot per inch)
¤ 해상도는 화면 해상도와 영상 해상도로 구분됨
【낮은 해상도에서의 원의 모양】 【높은 해상도에서의 원의 모양】
라. 비디오(동영상)
① 눈을 통해 인식할 수 있는 멀티미디어 요소
② 움직이는 영상과 더불어 소리가 포함되어 있기 때문에
정보 전달 효과와 현실감이 매우 뛰어남.
③ 동영상은 시간의 변화에 따라 여러 장의 그림을 연속적(화면
단위)으로 보여 줌으로써 움직임을 표현.
동영상이 자연스럽게 보여지기 위해서는 최소한 초당 15개 이상의
프레임을 연속적으로 보여줘야 한다.
④ 동영상의 유형
- 실영상 : 비디오 카메라를 통해 얻어진 데이터를 디지털 자료로 만든 것
- 인공 영상 : 애니메이션이나 가상 현실 등
【동영상 자료의 예】
⑤ 동영상 자료의 종류
㉠ AVI 형식 :
MS사의 동영상 자료를 재생하기 위해 사용.
초당 15개 프레임 재생함
㉡ MPEG 형식 :
국제표준화(ISO)와 국제 전기 기술위원회에서 제정
동영상 및 관련 오디오 신호압축 및 복원에 관한 기술
표준을 제정하는 조직.
- MPEG 1 : 동영상과 음향의 저장 표준, - MPEG 2 : 디지털 TV의 표준
- MPEG 3 : 멀티미디어 응용 표준
- MPEG 4 : 멀티미디어 통신을 전제로 만들어진 영상압축기술이다.
㉢ MOV 형식 : 매킨토시 컴퓨터에서 표현가능한 파일 형식.
㉣ ASF 형식 : MS사의 Advanced Streaming Format 파일
- 통합 멀티미디어 파일로 파일 안에는 오디오, 비디오,
이미지, URL, 자막, 실행 프로그램까지 넣을 수 있음.
- 장점은 스트리밍. 즉,인터넷에서 파일을 다운로드 하면서
동시에 재생이 가능하다
마. 애니메이션
① 배경화면에서 하나 이상의 개체가 움직이는 것으로 표현
② 평면 영상인 2차원 애니메이션과 입체 영상인 3차원
애니메이션으로 구분
2) 정보 통신 시스템
① 정보 통신 시스템은 입력, 과정, 출력, 되먹임으로 구성됨
【정보 통신 시스템】
㉠ 투입 : 아이디어, 데이터, 신호 등
㉡ 과정 : 원하는 형태로 변화되고 통신 매체를 통해 전달
㉢ 산출 : 필요한 곳에 저장, 산출
② 컴퓨터에 의한 정보처리와 네트워크를 통한
전달기능이 결합된 시스템임
【정보 통신 시스템의 구성】
※ 통신 매체 : 데이터를 전송하기 위하여 사용되는 물리적인 매체
- 이중 나선(꼬임) : 아날로그, 디지털 신호 모두 전달가능하며
전화선, 인터넷 선으로 사용됨.
종류 : UTP(Unshieled Twisted Cable) 케이블, STP 케이블
- 동축케이블 : 아날로그와 디지털 신호 모두 전송 가능, CATV 선
- 광케이블 : 광 섬유는 광 파장이 유리나 플라스틱 섬유를 따라 움직임
아날로그 신호만 전달 가능함
- 무선 통신 / 위성 통신 / 이동 통신 - 서비스의 종류에 따라 구분 됨
아날로그 신호만 전달 가능함
③ 통신 매체를 통한 정보를 송·수신하는 정보 통신 방법에는
단방향 통신, 반이중 통신, 전이중 통신 등이 있다.
(1) 단방향 통신
① 정보를 한곳에서 다른 곳으로 한쪽 방향으로만 전송하는 방식
② 텔레비전 방송, 라디오, 컴퓨터와 모니터의 연결 등으로 정보를
수신만 할 수 있고 송신은 할 수 없음
【단방향 통신의 예】
(2) 반이중 통신
① 정보를 양쪽 방향으로 송·수신할 수 있으나, 한쪽에서
송신하는 경우 상대방은 수신만 할 수 있음.
② 휴대용 무전기, 팩시밀리 등이 해당됨
【반이중 통신의 예】
(3) 전이중 통신
① 정보를 양쪽 방향으로 송·수신할 수 있는 방식임.
② 휴대 전화, 유선 전화, 인터넷, 개인용 컴퓨터, 노트북,
이동 전화 PDA, PMP 등이 해당됨.
【전이중 통신의 예】
※ PDA(Personal Digital Assistant) : 개인용 휴대 단말기
※ PMP(Portable Multimedia Player) : 액정 화면을 통해
이미지·음악·동영상 등 멀티미디어를 휴대하면서 즐길 수
있도록 만든 장치.
【PDA와 PMP】
<형 성 평 가>
1) 세계 모든 나라의 문자를 표현하기 위한 문자코드는 무엇인가?
① 국제코드 ② 유니코드 ③ 디지털코드
④ 글로벌코드 ⑤ 아스키코드
답 : 2
2) 다음 보기와 같은 설명에 해당하는 데이터의 종류를 고르시오.
• 우리가 눈으로 볼 수 있는 데이터이다.
• 용량이 크기 때문에 압축이 필요하다.
• 파일 형식에는 GIF, JPG, BMP 등이 있다.
① 텍스트 ② 사운드 ③ 비디오
④ 이미지 ⑤ 애니메이션
답 : 4
3) 내일 체육대회가 있는 아영이에게 꼭 필요한 정보는?
① 경제 정보 ② 입시 정보
③ 개인 정보 ④ 제품 정보
⑤ 날씨 정보
답 : 5
4) 다음 중 정보통신 시스템의 구성요소가 아닌 것은?
① 모뎀 ② 사람 ③ 컴퓨터
④ 변조기 ⑤ 통신매체
답 : 2
5) 다음은 정보통신 시스템의 구성에 대한 설명으로 바르게 연결된 것은?
① 송신기 - 안테나 ② 수신기 - 모뎀
③ 통신 매체 - 변조기 ④ 정보 - 컴퓨터
⑤ 변환기 - 복조기
답 : 5
6) 다음의 정보통신기기와 통신 방식을 바르게 연결한 것은?
ㄱ. PDA ㄴ. TV ㄷ. 무전기
ㄹ. 전화기 ㅁ. 라디오
① ㄱ, ㄴ－단방향 통신 ② ㄴ, ㄷ－단방향 통신
③ ㄱ, ㄹ－전이중 통신 ④ ㄴ, ㄹ－반이중 통신
⑤ ㄷ, ㅁ－전이중 통신
답 : 3