과학이야기2016. 4. 1. 02:22

어린시절 즐겨 듣던 카세트테이프... 이제는 고속도로 휴게소나 가야 흘러간 가요나 뽕짝 테이프를 간신히 구할 수 있다. 그나마 이제는 CD로 거의 대체되었고 사양길에 접어 들었다. 그런데 테이프를 지나 CD가 대세인가 싶더니 DVD가 나오고 곧이어 이제는 블루레이가 대세가 되었다. 미디어의 급속한 발전은 머리가 아플 지경이다. 예전부터 한 번 인류의 기록저장의 역사에 대해서 조사해서 써 보기로 마음먹었었다. 하지만 실행에 옮기지 못하고 있었는데 이제부터 마음먹고 차근차근 알아보도록 하겠다.


만약 기록이 없었다면 후세에 지식을 전달할 수 없었을 것이고 인류는 지금처럼 발전하지 못했을 것이다. 그러므로 인류의 발전은 기록 저장의 역사와 함께 한다고 해도 과언이 아닐 것이다.


문명이 탄생한 곳의 인류의 최초의 기록부터 현대의 기록매체까지 알아보도록하자.


1. 동굴벽화

현재까지 발견된 인류 최초의 기록물은 1994년 프랑스에서 발견된 쇼베동굴벽화이다. 문자가 없었던 선사시대이기 때문에 그림으로 모든 것을 표현했다고 한다. 그려진 시기는 지금으로부터 무려 3만 2천년전이다. 하지만 벽화는 아직도 생생하게 남아있으며 예술성까지 인정받고 있다고 한다. 이 외에도 알타미라, 라스코 동굴벽화가 유명하다. 주로 동물그림이 그려져 있으며 인간의 손바닥이나 알 수 없는 낙서도 그려져 있다고 한다.


쇼베동굴벽화



2. 최초의 문자

이라크의 우루크라는 지방에서 발견된 수메르인의 쐐기문자가 가장 오래된 문자라고 한다. 사용된 시기는 기원전 3300년에서 이후 3000년 정도 사용된 문자라고 한다. 점토판에 새겨진 상태로 발견되었는데 이집트 상형문자, 중국의 갑골문자보다 더 오래된 문자라고 한다. 문자의 모양이 쐐기같이 생겨서 쐐기문자라고 불린다. 이후 문자는 발전을 거듭하여 오늘날까지 지식을 후세에 전달하는 가장 완벽한 방법으로 쓰이고 있다.


쐐기문자



3. 아라비아 숫자의 발명

숫자도 바빌로니아, 이집트, 로마숫자 등 여러가지 표현방법으로 발전되어 왔지만 아라비아 숫자만큼 획기적인 발명은 없을 것이다. 아라비아 숫자가 없었다면 아마도 과학의 발전도 없었을 것이다. 그런데 재미있는 사실은 아라비아 숫자라고 하지만 사실은 인도에서 발명된 숫자라고 한다. 0의 개념도 인도에서 처음 발명되었고 인도를 드나들던 아라비아 상인들에 의해 전세계에 전파 되어서 오늘날까지 아라비아 숫자라고 불린다.


1983을 로마숫자와 한자로 표기한 모습



4. 종이의 발명

종이의 발명이야말로 기록의 역사가 획기적으로 발전하게 된 계기가 아닐까 싶다. 갈대를 넓게 펴서 가공한 이집트의 파피루스가 기원전 800년에 발명되어 최초의 종이로 인정을 받고 있으며 현대에 쓰이는 종이와 흡사한 것은 서기 105년 중국의 채륜에 의해서 만들어 졌다고 한다. 종이의 발명으로 사람들은 지식을 종이에 적어 후세에 전하기 시작했으며 이것이 발전하여 오늘날의 책이 되었다.


파피루스에 적힌 이집트 문자




5. 인쇄술의 발명

1450년 독일의 구텐베르크는 금속활자를 다량으로 주조하는 방법을 발견하고 활자를 마음대로 조합하는 방법을 발명하게 된다. 즉, 지식의 대중화가 시작된 것이다. 인쇄기의 발명은 종이책을 대량으로 찍어낼 수 있게 되었다. 일부의 전유물이었던 책이 대중속으로 깊이 파고들어 뛰어난 학문과 사상을 보다 쉽게 후세에 전달할 수 있게 된 것이다. 1999년 타임지는 지난 천년간 인간의 발명 중 인쇄기의 발명을 가장 중요한 발명으로 선정했다고 한다. 


구텐베르크 인쇄기



구텐베르크가 인쇄해서 대량생산한 불가타 성서




6. 축음기의 발명과 LP

축음기는 말 그대로 소리를 저장하는 장치이다. 1877년 토마스 에디슨에 의해서 발명 되었으며 처음에는 금속재질의 원통형에 소리에 따른 파동을 흠집으로 기록해서 소리를 저장하였다. 1931년 RCA빅터사에 의해 원판형태로 발전하였으며 노래 한곡을 저장할 수 있는 SP에서 20세기에 널리 쓰인 LP형태까지 오랜시간동안 사랑을 받아온 소리 저장장치이다. LP는 한면당 30분 정도의 소리를 기록할 수 있으며 양면을 사용하므로 디스크 1장당 1시간 가량의 소리의 저장이 가능하다. 오늘날에도 일부 오디오 매니아들 사이에서는 LP는 여전히 사랑받고 있으며 최근에는 가수들도 LP로 음반을 발매하는 경우도 있다.



에디슨의 축음기, 원통형의 금속실린더에 소리를 저장했다.



LP 레코드


LP레코드를 플레이 하는 플레이어 (턴테이블)




7. 필름, 사진, 영화

1826년 니엡스가 개량된 감광재료로 최초의 사진을 만들었다. 이후 1830년대 다게르가 최초로 안정적인 사진을 만들었으며, 비슷한 시기 윌리엄 폭스 탤벗은 최초로 자신이 촬영한 사진을 대량생산함으로써 현재의 사진을 만들었다. 필름은 발명된지 200년 가까이 세상의 모습을 기록한 오래된 매체이다. 현재는 디지털카메라에 밀려 시장이 많이 축소 되었으나 여전히 사진애호가들은 필름으로 사진을 찍는다. 초기의 필름은 원판에 발라진 화학물질을 감광시켜 사진을 찍었으나 1889년에 이스트먼 코닥사에서 셀룰로이드를 두루마리처럼 말아서 제조한 현대적인 필름의 시초인 롤필름(roll film)을 생산해서 판매하기 시작했다. 이는 추후 영화에도 이용이 되어 커다란 산업을 이루게 되고 필름을 이용하여 찍은 사진과 영화 기록물 등은 근대와 현대의 여러 모습들을 생생하게 담게 되어 인류의 귀중한 기록물이자 문화유산으로 보존되고 있다.


1826년 니엡스가 찎은 최초의 사진



최초의영화인 프랑스의 발명가 형제 오귀스트 마리 루이 니콜라 뤼미에르와 루이 장 뤼미에르의 '열차의 도착'


코닥사의 최초의 Roll 필름


현대의 카메라 필름




8. 비디오 테이프

비디오테이프가 나오기전 까지 영화는 극장에서 보거나 TV방송을 통해 볼 수 밖에 없다는 것은 상식이었다. 일부 돈 많은 사람들은 집안에 영사기를 갖추고 영화를 감상하기도 했으나 서민들은 그러지 못하였다. 하지만 비디오테이프와 비디오 플레이어의 등장으로 영화산업은 또 한번의 도약을 하게 된다. 극장에서 내린 영화도 비디오테이프에 담아 출시하게된 것이다. 비디오 테이프를 플레이어에 넣으면 언제든 원하는 시간에 가정에서 영화감상을 할 수 있게된 것이다. 또한 TV를 녹화해서 시간때문에 놓친 프로그램을 녹화해서 볼 수 있게 되었다. 비디오카메라가 있다면 자신이 원하는 모습을 동영상 기록으로 남길수 있게 되었다. 영상 미디어의 대중화가 이루어진 것이다. 지금은 인터넷의 발달로 거의 사라졌으나 80~2000년대초 까지만해도 동네마다 비디오 대여점이 있었다. 극장상영이 끝난 영화들이 비디오테이프로 출시되어 가정에서 빌려 볼 수 있게된 것이다. 비디오테이프의 규격 선점은 엄청난 시장 잠재력을 가지고 있었으므로 베타맥스 규격(1975년 개발)의 소니사와 JVC사 의 VHS 규격(1976년 개발)이 서로 치열하게 경쟁하였다. 결국은 대중화된 규격은 VHS의 승리로 끝났지만 베타맥스는 화질이 우수해서 방송쪽에서 많이 쓰였다고 한다.


소니의 베타맥스 규격 비디오테이프


VHS 규격의 비디오 테이프


VHS 비디오 플레이어


비디오 카메라




9. 컴퓨터의 탄생과 최초의 전자식 메모리 (아날로그에서 디지털로)

수 세기동안 책과 종이를 이용한 활자인쇄매체에 의지하던 인류의 기록저장의 역사(물론 지금도 인쇄매체는 유효하다.)는 컴퓨터를 만나면서 데이터 저장의 획기적인 발전을 하게된다. 블레즈 파스칼에 의해 기계식 계산기가 발명되고 컴퓨터의 아버지라 불리우는 찰스 배비지에 의해 차분기관이 발명되면서 인간보다 빠른 속도로 숫자를 계산할 수 있는 기계가 발명된 것이다. 하지만 초기 컴퓨터는 기록저장의 용도가 아니라 복잡한 계산을 빨리 처리하는데 중점을 두었다. 하지만 디지털의 개념이 도입되고 진공관을 이용한 전자식 컴퓨터가 등장하자 데이터 기록의 역사는 아날로그에서 디지털로 전환기를 맞이하게 된다.



파스칼의 기계식 계산기



차분기관


기계식 컴퓨터의 시대가 가고 진공관의 발명과 함께 전자식 컴퓨터의 시대가 도래했다. 최초의 전자식 데이터 저장장치는 1946년에 발명된 진공관의 일종인 Selectron Tube란 것으로 256bit ~ 4096bit 를 저장할 수 있는 오늘날로 따지면 컴퓨터의 메모리 역할을 하는 부품이다. 미약하지만 컴퓨터에 의한 데이터 저장이 실현된 것이다. 


Selectron Tube




10. 천공카드 (Punch Card)

종이카드에 구멍을 뚫어 컴퓨터에 프로그램을 입력시키거나 자료를 저장하는 용도로 쓰였던 장치이다. 그 유래를 거슬러 올라가면 18세기 까지 올라가지만 전자식 컴퓨터에 쓰이기 시작한 것은 20세기 중반부터이다. 포트란이나 코볼 같은 프로그래밍 언어로 프로그램을 작성할때 천공카드에 구멍을 뚫어 컴퓨터에 입력했다. 천공카드의 원리는 아직도 쓰이고 있는데 우리가 시험장에 가면 볼 수 있는 OMR카드가 천공카드의 원리를 그대로 이용한 것이다.


포트란 프로그램의 입력을 위한 천공카드


이런 타자기 같은 장치에 카드를 넣고 구멍을 뚫어 프로그래밍을 했다.




11. 드럼 메모리 (Magnetic Drum Memory)

1932년 오스트리아의 Gustav Tauschek 에 의해 처음으로 자기방식의 기록저장장치가 발명되었다. 하드디스크 드라이브의 시초인 셈이다. 최초의 드럼메모리는 62.5kb라는 당시로서는 파격적인 용량을 자랑했다. 그 후 IBM에 의해 상용화되어 1950년대~1960년대까지 컴퓨터의 메모리로서 활용되었다. 


드럼 메모리




12. 자기 테이프 (Magnetic Tape)

자기 테이프는 1928년 독일의 프리츠 플로이머가 소리를 기록하여 위하여 개발하였다. 최초의 자기테이프는 종이에 산화철을 도포해서 녹음을 하기 위한 용도로 사용되었으며 그 후 플라스틱 소재의 얇은 막(테이프)에 산화철을 도포하여 릴(Reel)에 돌돌 말린 구조의 자기테이프가 나오면서 획기적인 저장장치로 각광을 받았다. 현대에도 메인프레임급의 컴퓨터에서는 저장장치로 사용되기도 하며 대용량의 자료를 저장하기 위해서 백업장치로 이용하기도 한다.



프리츠 플로이머와 그의 자기테이프 장치




자기테이프가 장착된 컴퓨터



현대의 데이터 저장용 자기테이프



8트랙 카세트테이프... 8개의 노래를 담을 수 있었다.




카세트테이프에 담겨 발매된 게임 소프트웨어, 80년대에는 이처럼 카세트테이프에 소프트웨어를 담아서 판매되기도 하였다.




삼성의 SPC-1000 컴퓨터, 컴퓨터 데이터 저장 및 로드를 위한 카세트 테이프 보조기억장치가 달려있다.





13. 하드디스크 드라이브 (Hard Disk Drive)

최초의 하드디스크 드라이브는 IBM에서 개발되었다. RAMAC 이라는 이름으로 나왔으며 IBM Model 350 이라는 모델에 처음 장착되어 사용되었으며 24인치 디스크 디스크 50개가 연결된 모습이었다.



IBM의 하드디스크드라이브


거대한 디스크가 들어있는 하드디스크드라이브 RAMAC 이 정도의 디스크에 저장용량은 5MB 정도 되었다.



하드디스크가 PC에 내장되기 시작한 90년대초 Maxtor 의 40MB 하드디스크이다. 이전에도 PC용 하드디스크는 존재했지만 비싼 가격으로 PC에는 거의 사용되지 못했다. 하지만 90년대초를 기점으로 개인용 컴퓨터에도 하드디스크가 장착되기 시작하였다. 그 후 현재는 테라바이트 단위의 하드디스크가 대중화 되어 있다. 실로 20년 정도 만에 엄청난 발전을 이룬것이다.




14. 플로피디스크 드라이브 (Floppy Disk Drive)

플로피디스크도 하드디스크와 같이 IBM에 의해 1971년 개발되었다. 하드디스크는 디스크에 딱딱한 금속재질을 이용하지만 플로피디스크는 휘어지는 재질을 사용하였다. 그래서 이름이 Floppy Disk인 것이다. 얇은 플라스틱 디스크에 자성체를 입혔던 것으로 최초의 플로피디스크는 8인치의 거대한 크기였으나 가벼워서 휴대가 가능한 장점이 있었다. 용량은 80kb였다. 그 후 작아진 5.25인치 제품이 대중화 되었으며 90년대에 가장 많이 쓰였다. 90년대의 개인용 컴퓨터를 보면 플로피디스크 드라이브가 필수로 달린 것을 볼 수 있다. 5.25인치 디스크는 512kb의 용량을 가지고 있었으며 양면을 모두 사용할 경우 1mb 정도를 담을 수 있었다. 5.25인치 플로피 디스크 이후 3.5인치 제품이 나왔으며 3.5인치 제품은 5.25인치와 달리 딱딱한 케이스에 디스크가 들어있어 휘어지지 않았다. 용량은 1.4mb 이다. 지금도 가끔 3.5인치 플로피 드라이브가 달린 2000년대 초반의 컴퓨터를 볼 수 있다. 또한 플로피디스크와 비슷한 시기에 나왔던 ZIP 드라이브라는 저장매체도 있었다. 100mb~750mb까지 제품이 나왔으며 플로피디스크 대비 큰 용량 때문에 일부 매니아들 사이에서 사용이 되었으나 비싼 가격때문에 그리 많이 쓰이지는 않았다.

최초의 플로피 디스크 (8인치)


왼쪽부터 8인치, 5.25인치, 3.5인치 플로피 디스크... 재미있는 사실은 지금도 MS오피스 등을 보면 저장아이콘 모양으로 3.5인치 플로피 디스크를 사용한다.


IOMEGA사의 ZIP 드라이브 디스크






15. 광학 디스크 (Optical Disk)

하드디스크, 플로피디스크, 자기테이프, 드럼 메모리 등은 모두 자성체에 자기력을 가해 기록을 저장하는 자기 매체이다. 하지만 광학식 디스크는 디스크의 표면에 미세한 홈을 파서 디지털 방식으로 0과 1을 기록하여 데이터를 저장한다. 자기력을 이용하지 않으므로 자성체에 가까이 가져가도 데이터가 손실되지 않으며 기존의 LP 레코드와 달리 디지털 방식이었기 때문에 음악저장용으로 사용 시 잡음이 없어 출시 당시 LP를 대체할 뉴미디어로 각광을 받았다. 최초의 광학디스크는 필립스와 소니에 의해 1976년에 등장하였다. 당시로서는 획기적인 디스크 1장에 74분의 녹음이 가능했고 이를 데이터로 저장하면 650mb의 데이터를 저장할 수 있었다. 이후 영상저장을 할 수 있는 레이저 디스크도 출시 되었고 읽고 쓰기가 가능한 CD-RW 가 등장했으며 용량을 대폭 늘린 DVD(4.7GB), 오늘날의 블루레이 디스크(25~128GB)까지 발전하게 되었다.


Compact Disk



최초의 CD, CD Player을 지켜보는 카라얀과 소니의 CEO였던 모리타 아키오



레이저 디스크




16. 반도체 메모리 저장매체의 등장 (플래시 드라이브, SSD)

비휘발성 메모리 반도체인 플래시 메모리를 기반으로 하는 데이터 저장장치들이 2000년대에 들어서 각광을 받고 있다. 플래시 메모리는 1984년 당시 도시바에서 근무하고 있던 마스오카 후지오 박사가 발명했다. 한 번 저장되면 전력공급이 없어도 저장 데이터가 유지되는 메모리로 기존의 EEPROM도 데이터를 저장하지만 훨씬 저렴한 가격에 큰용량으로 대중화에 성공했다. 현재는 USB 인터페이스와 결합시킨 USB 메모리, CF/SD카드 등의 메모리 카드류, 점차 컴퓨터의 하드디스크를 대체하고 있는 SSD(Solid State Drive)로 발전하고 있는 단계이다. 플래시 드라이브의 특징으로 빠른속도를 들 수 있다. 이제까지 디지털 데이터 저장장치의 특징은 읽고 쓰는데 반드시 모터가 들어갔다. 기계적인 구동부가 존재 했다는 말이다. 이는 데이터 인터페이스 속도에 큰걸림돌이었다. 하지만 플래시 드라이브는 기계적인 구동부가 없으므로 기존의 기계장치가 들어간 매체에 비해 훨씬 빠른 속도를 자랑한다. 아마도 가장 각광받는 데이터 저장장치가 될 것이 확실해 보이며 이미 많은 컴퓨터들이 SSD를 기본적으로 장착하고 있다.


USB 메모리


솔리드 스테이트 드라이브, SSD





17. 미래의 저장장치 (DNA Storage)

미래의 저장장치로 현재 연구중인 DNA Storage 이라는게 있다. DNA 염기를 0과 1로 치환하여 디지털 데이터를 저장하는 것으로, 개발이 된다면 1g의 DNA만으로 4550억 기가바이트의 데이터를 저장할 수 있다고 한다. 이는 지구상의 모든 IT기업들이 보유하고 있는 데이터를 모두 합친 것보다 더 큰 용량이라고 한다. 게다가 정보는 2000년동안 저장이 가능하다고 한다. 큰 용량을 가지고 있지만 수명의 한계 때문에 현재의 디지털 데이터는 언젠가는 파괴된다. 그런면에서 엄청난 데이터를 2000년이나 저장이 가능하다는 것은 가히 혁명적이라고 생각된다.




맺으며...

인류의 이런 기록과 저장의 역사가 없었다면 아마도 현재의 문명은 불가능 했을것이다. 선대의 슬기와 지혜, 사상, 학문을 후세에 전달할 수 없었을 것이기 때문이다. 그런면에서 인간은 항상 효과적인 지식전달에 대해서 생각해 왔고 그러기에 많은 매체와 미디어를 만들려고 노력했을지 모른다. 과연 100년뒤의 미래에는 과연 어떤 매체가 등장하게될지 궁금해진다.

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Posted by 대네브 (deneb)

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  1. 잘 읽었습니다. 감사합니다.

    2020.07.05 02:25 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]