논․서술형 문제

단원명	Ⅳ-1. 정보의 발생과 활용	( )년 ( )월 ( )일
학 습 주 제	- 아날로그와 디지털 - 다양한 센서의 활용 - 정보의 저장과 활용	교과서 216～252쪽
		1학년 ( )반 ( )번 ( )

◈ 논․서술형 ◈

1. 정보를 처리하는 데 있어 아날로그보다 디지털 방식이 선호되는 이유를 아날로그 신호와 디지털 신호의 특징을 비교하여 써 보자.

현대 사회에서 대분의 정보는 컴퓨터로 처리하고 저장하는데, 컴퓨터는 정보를 전송하기 위해 전류를 흐르게 하거나, 또는 흐르지 않게 하는 방법을 이용한다. 즉, 1과 0의 이진수로 정보를 전송하고 저장하므로 디지털 방식과 더욱 잘 맞아 떨어진다. 또한, 흐르는 전류의 양과 관계 없이 무조건 전류가 흐르면 1, 흐르지 않으면 0이기 때문에 연속적인 아날로그 방식에 비해 잡음에 덜 민감하며, 오차가 적다는 장점이 있다.

2. 아날로그 신호를 디지털화하는 과정에서 발생할 수 있는 문제점을 쓰고, 그 문제점을 해결하기 위한 방안에 대해 서술해 보자.

아날로그 신호를 디지털화할 때에는 일정한 시간 간격으로 신호를 추출하므로 디지털 신호가 아날로그 신호와 완전히 같지 않다는 문제점이 있으나, 이것은 신호를 추출하는 시간 간격을 짧게 하여 오차를 줄일 수 있다. 현대에는 기술이 발달하여 신호를 추출하는 시간 간격이 충분히 짧아 인간의 감각으로는 원래의 아날로그 신호와 디지털화된 디지털 신호를 구분할 수 없다.

3. 광센서, 전자기 센서, 가스 센서 등 다양한 센서의 개발과 사용이 우리 생활에 미친 영향에 대하여 서술해 보자.

현재 사용되는 여러 가지 센서들은 우리 생활에 없어서는 안 될 정도가 되었다. 예를 들어 광센서를 이용한 가로등은 빛을 감지하여 자동으로 꺼지고, 켜져 인간이 할 일을 대신하여 수고로움을 덜어주고, 손을 가까이 가져가면 자동으로 물이 나오는 수도꼭지는 물을 절약하는 데 도움이 된다. 전자기 센서를 이용한 금속 탐지기는 지뢰를 찾아내고, 도난방지시스템은 사람이 지키고 있지 않아도 물건을 가지고 나가는 일을 방지할 수 있다. 또한, 가스 센서를 이용한 연기 감지기는 화재가 발생했을 때, 소방관보다 먼저 화재를 진압하는 데 이용된다.

4. 광섬유를 이용한 광통신의 장점과 단점에 대해 서술해 보자.

구리선 대신 광섬유를 이용한 광통신은 정보를 빛으로 변환하여 전송하기 때문에 많은 양의 정보를 동시에 교환하는 것이 가능하며, 에너지 손실이 적다. 또한, 외부 전자기장의 영향을 받지 않으므로 혼선이 없고, 도청이 어렵다는 장점이 있다. 그러나 구리선에 비해 비용이 비싸고, 끊어졌을 때 연결하기 어렵다는 단점도 있다.

5. 광디스크의 기록 밀도와 레이저 파장의 관계에 대하여 설명해 보자.

파동이 진행하다가 장애물을 만나면 회절되는 성질을 가지고 있는데, 회절은 파장이 길 수록 잘 일어난다. 디스크에 홈으로 기록된 정보를 읽기 위해 레이저를 비추면 레이저가 회절되어 정확하게 정보를 읽기가 어렵다. 정확하게 정보를 읽기 위해서는 회절이 덜 되게 해야 하므로, 파장이 짧은 레이저를 사용해야 한다. 따라서 광디스크의 기록 밀도가 높을수록 더 짧은 파장의 레이저를 사용해야 한다.

6. 컬러 텔레비전 화면이 여러 가지 색을 나타낼 수 있는 원리에 대하여 설명해 보자.

컬러텔레비전의 각 화소는 빨강, 파랑, 녹색의 빛의 삼원색 중 한 가지만을 나타낼 수 있다. 그러나 인간의 눈은 들어오는 빛의 삼원색의 혼합률에 따라 다른 색으로 감지한다. 색을 감지하는 시세포인 적·녹·청 원뿔 세포는 빛의 삼원색의 양에 따라 흥분하는 정도가 달라지고, 그에 따라 다양한 색을 감지할 수 있다.

◈ 과학 글쓰기 : CD와 DVD, 그리고 블루레이디스크 ◈

[과학․기술․사회(245쪽)]를 읽고 다음 물음에 답하시오.

1. 다음 낱말의 뜻을 설명해 보자.

(1) CD : 음악의 녹음 재생을 위해 음성 신호를 고속으로 디지털로 변환하여 녹음한 후 재생시에 음성신호로 고치는 펄스신호변조(PCM)방식을 사용하여 만든 광디스크

(2) DVD : CD에서 더 발전한 저장매체. 겉모습은 12 cm나 8 cm 지름의 원반으로서 CD와 같으나 다른 포맷으로 저장되며 높은 용량을 가지고 있다.

(3) 블루레이 디스크 : 디지털 방송 시대의 차세대 DVD로 개발된 대용량 광디스크. 기록 밀도가 높아 재생할 때에 파장이 짧은 파란색 레이저를 사용한다.

(4) 파장 : 파동이 한 주기 동안 진행한 거리

(5) 회절 : 파동이 장애물 뒤까지 돌아가는 성질

2. 인터넷 검색을 통하여 빛의 회절 때문에 나타나는 현상에는 어떤 것이 있는지 조사해 보자.

빛이 진행하다가 장애물을 만나면 장애물 뒤까지 돌아가는 현상을 회절이라 한다. 이러한 회절 현상 때문에 물체 그림자의 테두리가 선명하지 않거나, CD 표면에 영롱한 무지개 빛을 볼 수 있다.

3. 교과서 246쪽의 파장에 따른 빛의 영역을 참고로 하여, 미래에는 어떠한 광디스크가 개발될 수 있을지 생각해 보자.

현재 파란색 레이저를 이용하여 정보를 재생하는 블루레이 디스크까지 개발이 되어 있다. 광디스크에 정보를 더욱 촘촘히 기록할수록 재생할 때에는 짧은 파장의 레이저가 필요하므로, 블루레이 디스크보다 정보 저장 용량이 높은 광디스크를 개발한다면 보라색 계열의 레이저를 사용해야 할 것이다. 그러나 현재에는 플래시 메모리와 같은 대용량 저장 매체가 많이 보급되면서 광디스크에 대한 개발은 여기서 끝일 것이라는 전문가들의 견해도 있다.

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