컴퓨터를 만듭시다. 어때요~ 참 쉽죠? (2)

#2. 코드

사람들이 소통하고 싶어하는 욕구는 어쩌면 본능일지도 모른다. 내 의견을 어떤 수단을 통해서 다른 사람에게 전달하는 것이다. 말은 소리란 수단을 통해서 소통하는 것이고, 책이나 글은 시각이란 수단을 통해서 소통하는 것이다.

사랑하는 사람들 사이에서는 소리나 시각없이 손을 꼭 잡는 것 만으로도 소통이 되기도 한다. 이 경우에는 촉각이라는 수단으로 소통한것이다.

이런 인간의 기본적인 소통 수단은 결정적으로 시간과 공간에 제약을 받는다는 단점이 있다. 아무리 부르고 싶고 보고 싶어도 이억만리 바다 건너에 있다면 부를 수도 볼 수도 없다. 그럴려면 시간을 들여서 보고 싶은 사람이 있는 곳으로 가야 한다. 그래서 사람들은 소통을 위해 통신이라는 수단을 만들어냈다. 물론 위와 같은 낭만적인 이유에서 보다는 군사적인 이유에서 통신 수단은 발달했지만 기본적으로 사람은 공간과 시간의 제약을 넘어서 소통하고 싶어한다는 사실은 분명하다.

통신 수단의 발달사를 보면 옛날에 봉화대에서 부터 시작해서 연기를 이용한 신호 등등 많은 내용들이 나온다. 나는 이런 이야기들은 건너 뛰고 전기를 이용한 통신 수단에 대해서만 이야기 하겠다.

전기를 이용한 통신 수단이라면 쉽게 생각해서 전기줄을 이어 양 끝단에 연결해 놓고 양 단에서 통신을 하는 것이다. 일단 무선 통신은 생각하지 말자. 무선 통신은 그 자체만으로도 너무 복잡하다. 가장 간단한 유선 통신을 구성해 보자.

두 사람이 있다. 한 사람은 A 쪽의 전구와 스위치를 보고 있고 다른 사람은 B 쪽의 전구와 스위치를 보고 있다. A쪽에서 스위치를 누르면 B쪽 전구에 불이 켜지고 B쪽에서도 스위치를 눌러 A쪽에 불을 켜 응답한다. 놀랍게도 우리는 방금 최초의 소통을 이루었다!

하지만 단순히 이쪽에서 불을 켜고 저쪽에서 응답을 불을 켜는 것만으로는 진정한 소통을 할 수 없다. 아주 단순한 의미만 전달 할 수 있기 때문이다. 그래서 서로간에 약속을 정한다. 불을 한 번 켰다 끄면 "안녕?"이고, 두 번 연속 껏다 켜면 "밥 먹었어?"이고, 세 번 연속 껏다 켜면 "사랑해" 이런식으로 계속 약속을 만들어 놓는 것이다. 충분히 의사 소통이 가능하다. 다만 문제는 세상의 모든 단어에 대해서 깜박이는 횟수를 겹치지 않게 모두 연결해 줘야 한다는 것이다.

예를 들어 다섯 번 깜박이는 것이 "뭐 먹었어?"인데 짜장면이란 단어가 137번 깜박이는 것이라면 137번 깜박이는 것을 마무리 할 때까지 기다리면서 깜박거리는 횟수를 세야 한다. 새로운 단어가 생겨나면 거기에 맞춰 깜빡임의 횟수를 또 지정해야 한다. 약속해 놓은 단어는 무한정 늘어난다.

효과적으로 이 문제를 해결할 방법을 찾아야 한다. 그래서 사람들은 숫자에 문자를 대입하고 숫자를 이진수로 표시하는 방법을 사용하기로 했다. 숫자와 문자를 일대일로 연결해 놓은 표를 흔히 코드라고 부른다. 그런 코드의 대표적인 것이 아스키 코드다.

위 그림은 아스키 코드표다. 숫자와 영문자 대문자, 영문자 소문자 및 여러 특수 문자와 터미널 제어 문자들이 숫자와 일대일로 대응되어 있다. 이제 사람들은 "Hello"라는 단어에 맞춰 전등을 깜박이는게 아니라 'H', 'e', 'l', 'l', 'o'라는 각 문자에 대응된 숫자 만큼 전등을 깜박이면 된다.

H를 표현하기 위해서 전등을 72번 깜박이느냐? 그건 아니다. 이진수를 전등으로 표현하기 위한 방법을 고안해 내면 된다. 가장 쉽게 생각 할 수 있는 것이 전등이 꺼지면 0이고 켜지면 1이라고 약속하는 것이다. 하지만 이렇게 약속하면 10000001 처럼 0이 계속 되거나 10011111001011 같이 같은 수가 반복 될때 몇 번이나 반복되었는지를 알 수 없게 된다. 그래서 이를 해결하기 위해 각 숫자 마다 1초씩 할당한다. 일초 동안 전등이 켜지고 3초간 꺼져 있다가 다시 1초간 켜지면 10001이다. 이 처럼 시간을 기준으로 이진수 표기를 결정하는 것을 시분할 기법이라고 한다.

위 그림은 ‘e’를 표기하기 위해 8초간 전등을 깜박인것을 표현한 그래프다. 알파벳 ‘e’는 0110 0101이다. 첫 1초는 전등을 꺼놨다가 다음 2초간 전등을 켜고 다시 다음 2초간 전등을 끄고, 일초 켜고 일초 끄고 일초 켜면 0110 0101을 전달한 것이다.

아스키 코드는 한 글자를 표시하기 위해 8자리의 이진수를 사용한다. 컴퓨터 세상에서 한 자리의 이진수는 1비트라고 하고 8자리의 이진수는 8비트, 8비트를 1바이트라고 한다. 이 책을 읽는 분이라면 아마 다 아실것이다. 앞으로는 많이 쓰는 비트, 바이트라는 용어를 사용하도록 하겠다.

앞에서 1비트를 1초로 구분하는 시분할 기법을 사용한다고 했으므로 아스키 코드에서 글자 하나를 표기하는데는 8초가 걸린다. Hello는 다섯 글자다. 그래서 Hello를 전달하는데 총 40초가 걸린다. 좀 긴것 같다. 스위치를 누르는 사람도 전등을 보는 사람도 약간은 지루하다. 물론 시분할 기법에서 신호 해석을 사람이 아니라 기계가 한다면 한 비트를 표현하는데 아주 짧은 시간을 배정할 수도 있다. 하지만 지금은 일단 인간이 하고 있으므로 지루한것이 사실이다.

약간 다른 방법을 사용해 보도록 하자. 이번에는 0을 표현할 때도 불을 켜고 1을 표현할 때도 불을 켜자. 다만 0을 표현할 때는 충분히 짧게 켜고, 1을 표현할 때는 충분히 길게 켜자. 여기서 '충분히'라는 말은 이 둘을 구분할 수 있을 정도의 시간이면 된다는 뜻이다. 인간이 구분하기에 0은 대충 0.2초, 1은 0.5초 정도면 될것이다. 만약 기계가 구분한다면 이보다 아주 많이 짧아도 될것이다.

위와 같은 그래프가 그려지게 될 것이다. 이 같은 방법으로 0과 1을 구분하는 것을 주파순 분할 기법이라고 한다. 주파수 분할 기법은 전등이 꺼지는 것은 비트가 바뀜을 의미하는 것이고 전등이 켜져 있는 시간으로 0과 1을 결정한다.

똑같은 아스키 코드를 표현하지만 그것을 표현하는 방법으로 시분할 기법, 주파수 분할 기법. 이렇게 한 개 이상의 표현 방법이 존재할 수 있다. 여기에서는 두 가지만 예를 들었지만 실제로 사용하는 신호 전달 기법은 훨씬 다양하고 많다.

코드 역시 아스키 코드 뿐만 아니라 유니코드, 한글 완성형/조합형 코드 등 매우 많은 종류가 존재한다. 내가 코드를 만들어 사용할 수도 있다. 하지만 나 혼자만 사용하는 코드일 뿐 다른 사람들은 그것이 뭔지 모르니 내가 혼자 만든 코드는 그다지 유용하지 않다.

여기서 중요한 것을 알 수 있다. 코드나 전송 방식이나 모두 소통 당사자 간에 약속이 되어 있어야 한다는 것이다. 다시 본질적인 소통으로 돌아가자.

말로 소통을 한다는 것은 소통 당사자가 둘 다 알아들을 수 있는 언어로 소통한다는 의미다. 나는 한국어를 거의 완벽하게 알아 들을 수 있고 영어를 조금 어설프게 알아들을 수 있다. 이런 나에게 누군가가 러시아어로 대화를 시도한다면 나와 그 사람은 소통할 수 없다. 알아들을 수 없기 때문이다. 우여곡절 끝에 나에게 러시아어로 떠드는 사람과 사랑에 빠져서 우리는 서로 손을 잡고 눈빛을 보며 소통을 한다. 사랑하기에 인종과 국적과 언어를 초월한 소통이 가능하다. 하지만 나를 사랑하는 어떤 외계인이 그 사랑을 표현하기 위해서 자신의 혓바닥을 내밀어 눈구멍을 찌른다면 나는 무서워 도망가고 말 것이다. 혓바닥으로 눈구멍을 찌르는 행위가 외계인에게는 지극한 사랑의 표현일 지라도 나는 그것을 모르기 때문에 도망가고 만다. 외계인은 서로 약속되지 않은 소통을 시도해서 사랑을 잃고 말았다.

다소 헛소리에 가까운 말이지만 소통의 전제 조건은 서로 약속된 수단을 사용해야 한다는 것이다. 통신에서도 마찬가지로 서로 약속되어 같은 체계를 사용하는 코드와 전송 방법을 사용해야 한다.

그 약속된 방법을 사용하는 수단으로 이진수를 사용했고 이 이진수를 표현하는 방법으로 디지털을 사용했다. 또 디지털 정보를 실어 나르는 수단으로 전기 신호를 사용했다.

디지털이라는 추상적인 개념에 대한 이야기가 어느새 코드라는 꽤 구체적인 이야기로까지 이어졌다. 소통하고 싶어하는 사람들의 욕구는 디지털 기술을 계속 발전시킨다. 앞으로 이어질 이야기에서도 디지털 기술의 발전은 계속된다.