정보의 크기와 정보의 압축

정보의 크기와 정보의 압축

 

앞서 다른 포스팅들을 통해서 컴퓨터가 정보를 나타낼 때 이진법을 사용한다는 것을 알 수 있었습니다.

 

이를 토대로 이번 포스팅에서는 컴퓨터의 정보량의 단위와 기억 용량의 단위에 대하여 알아보고, 

용량이 큰 정보의 압축에 대하여 알아볼 것입니다. 

 

 

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<목차>

1. 정보량의 단위

2. 기억 용량의 단위

3. 정보의 압축

4. 손실 압축과 비 손실 압축

5. 정보 압축의 필요성

 

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1. 정보량의 단위

컴퓨터는 정보를 나타낼 때 이진법을 사용합니다. 

이진법에서 가장 작은 데이터 단위인 비트는 0과 1로 정보를 나타낼 수 있습니다. 

 

8비트가 모여서 1바이트가 되고, 이러한 바이트 1000개가 모이면 KB, 킬로바이트가 됩니다. 

(정확하게는 2^10 = 1024바이트입니다)

 

1KB는 대략 10^3바이트이므로 'Kilo Byte(킬로바이트)'로 표현하였습니다. 

 

또 1KB가 1000개 모여 1,000,000바이트의 크기를 가진 1MB가 됩니다.

(정확하게는 2^20 = 1,048,576바이트입니다)

 

과거에는 컴퓨터의 용량이 비교적 적었습니다. 

이 때문에 정보의 단위를 KB, MB, GB, TB까지 사용했었습니다. 

 

그러나 소셜미디어 화가 급속도로 이루어지고 있으며, 메모리의 용량이 급증하고 있는 최근 들어서는 정보량 또한 급격히 증가하고 있습니다. 

 

현재는 TB를 넘어서 PB, EB, ZB 단위까지 사용하게 되었습니다. 

 

오늘날의 정보량이 증가하는 속도는 앞으로 더욱더 빨라질 것이며, ZB보다 큰 단위를 보게 되는 날이 머지않았을 것 같습니다. 

 

아래는 정보량의 단위를 요약정리한 표입니다. 

 

약어	이름	이진법 (Byte)	십진법
K	Kilo	2^10	10^3
M	Mega	2^20	10^6
G	Giga	2^30	10^9
T	Tera	2^40	10^12
P	Peta	2^50	10^15
E	Exa	2^60	10^18
Z	Zetta	2^70	10^21

 

2. 기억 용량의 단위

기억 용량의 단위는 컴퓨터의 기억장치의 용량의 크기를 말합니다. 

 

정보, 데이터가 저장되는 메모리 저장공간의 크기라 할 수 있습니다. 

일상 속에서는 500GB의 SSD, 2TB의 HDD의 형태로 우리는 친숙하게 볼 수 있습니다. 

 

KB	MB	GB	TB	PB	EB
킬로바이트	메가 바이트	기가 바이트	테라 바이트	페타 바이트	엑사 바이트
2^10 (byte)	2^20 (byte)	2^30 (byte)	2^40 (byte)	2^50 (byte)	2^60 (byte)

기억 용량의 단위는 위에서 알아보았던 정보량의 단위와 같습니다. 

 

 

3. 정보의 압축

 

압축률 : 멀티미디어 데이터를 압축할 때 압축되는 정도

 

압축률이 높으면 용량은 줄일 수 있지만, 복원 시 데이터의 품질이 떨어진다는 단점이 있습니다. 

멀티미디어 데이터는 활용 환경과 목적에 따라서 다양한 압축 기법이 존재합니다. 

 

멀티미디어 압축 기법 : 멀티미디어 정보를 디지털로 변환하고 압축하여 공유할 수 있는 데이터의 형식

 

멀티미디어 데이터는 상호 공유할 수 있어야 하므로 이를 보장하기 위해 표현이 표준화되어있습니다. 

 

<멀티미디어와 데이터 표현 및 압축 방식 표준>

이미지와 그래픽의 표준	BMP, TIFF, GIF, PNG, JPEG 등
사운드 표준	WAV, Au, A-Law, MP3, AAC 등
동영상 표준	MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4, MPEG-7, MPEG-21, H.264 등

 

멀티미디어의 데이터 압축 표준은 그 목적과 환경에 따라 매우 다양한 방식으로 표현됩니다.

 

 

4. 손실 압축과 비 손실 압축

 

손실 압축 : 압축한 멀티미디어 데이터를 원래대로 복원할 수 없는 경우

비 손실 압축 : 원래 데이터로 온전히 복원시킬 수 있는 경우

 

원래의 데이터로 완전히 복원시켜야 할 경우에는 압축률이 조금 떨어질 수는 있지만 비 손실 압축 기법을 사용합니다. 

 

우리가 음악을 듣기 위해 사용하는 MP3 파일은 사운드 압축 시 원래 데이터를 잃게 됩니다. 

그래서 음악을 듣기 위해서 복원할 때 원래의 사운드 데이터로 복원하는 것이 불가능합니다. 

 

5. 정보 압축의 필요성

 

멀티미디어 정보의 데이터는 많은 메모리 저장 공간이 필요합니다.

 

숫자나 문자에 비해 사운드, 이미지, 동영상 등은 큰 메모리 용량을 차지합니다. 

 

이러한 큰 메모리 용량을 차지하는 멀티미디어 정보는 전송하는 데 걸리는 시간도 매우 길어진다는 문제점을 가지고 있습니다.

 

이 때문에 우리는 멀티미디어 데이터를 압축하여 용량을 줄이고, 데이터 전송 시간 또한 단축할 수 있습니다. 

 

이미지, 사운드, 동영상 등은 각각의 유형에 따라 다르지만 압축했을 때 몇분의 일에서 몇십분의 일까지 데이터의 크기를 축소할 수 있습니다.