패리티(Parity)란? 오류 검출의 가장 기본적인 원리 이해하기

컴퓨터나 통신 장비에서 데이터를 주고받을 때, 데이터가 손상되지 않았는지를 확인하는 기초적인 방법이 있다.
바로 패리티(Parity)이다.
매우 간단한 방식이지만, 지금도 하드웨어 수준에서 널리 사용되는 데이터 오류 검출 방식이다.
패리티의 개념, 종류, 작동 방식, 실무 활용 사례 등을 정리해 보자.

 

패리티(parity)란?

패리티란 디지털 데이터를 전송할 때, 데이터의 오류 유무를 확인하기 위해 추가로 붙이는 비트(Parity Bit)를 의미한다. 이는 데이터를 구성하는 비트들의 홀수/짝수 개수를 확인하여, 전송 도중 1비트 오류를 감지할 수 있도록 설계된 간단한 오류 검출 방식이다.

 

패리티(Parity)라는 단어는 라틴어 paritas에서 유래했으며, '동등함(equality)' 또는 '균형(balance)'을 의미한다.

디지털 데이터의 문맥에서는 1의 개수가 짝수인지 홀수인지를 확인하여 '짝수 상태' 또는 '홀수 상태'를 맞추는 데서 이 이름이 붙었다. 결국 패리티는 비트 간의 균형을 맞추는 방식이라 할 수 있다.

 

패리티의 작동 원리

그러면 패리티는 어떻게 동작해서 0과 1의 개수를 맞출까?

1. 송신 측은 데이터 비트들의 1의 개수를 기준으로 패리티 비트를 계산한다.
2. 해당 패리티 비트를 데이터에 추가하여 전송한다.
3. 수신 측은 동일한 방식으로 받은 데이터의 1의 개수를 계산하고, 추가된 패리티 비트와 비교한다.
4. 일치하지 않으면 오류 발생으로 간주한다.

예를 들어, 전송할 데이터가 1010001이라면 1의 개수는 3개다.

짝수 패리티의 경우 패리티 비트는 1(짝수로 만들기 위해 추가), 홀수 패리티라면 0이 된다.

 

짝수 패리티와 홀수 패리티

언제 짝수 패리티가 되는 거고, 홀수 패리티가 되는 것이 아니라, 시스템에 따라 어느 시스템에서는 짝수 패리티를 사용해서 전체 데이터가 짝수가 되도록 패리티 검사를 하는 것이고, 홀수 패리티를 사용하는 시스템에서는 홀수가 되도록 패리티 비트를 추가하는 방식이라고 이해하면 쉽게 이해할 수 있다.

• 짝수 패리티(Even Parity): 전체 비트의 1의 개수가 짝수가 되도록 패리티 비트를 설정한다.
• 홀수 패리티(Odd Parity): 전체 비트의 1의 개수가 홀수가 되도록 패리티 비트를 설정한다.

이 두 방식은 시스템에 따라 선택되며, 실제 동작 방식은 같지만 기준이 다를 뿐이다.

 

패리티의 한계

패리티는 단순하고 구현이 쉬운 장점이 있지만, 한계점도 있다.

• 2비트 이상의 오류는 검출 불가: 짝수 개수의 비트가 동시에 오류 날 경우 감지하지 못한다.
• 오류 수정 불가능: 오류 유무는 알 수 있어도 어느 위치인지 알 수 없어 자동 수정은 불가하다.
• 데이터 보호 기능 없음: 단순 검출 기능만 있고 보안성은 없다.

 

패리티의 활용 사례

패리티의 한계에도, 간단한 패리티는 활용하는 사례가 많다.

1. 직렬 통신 장비(UART 등) : 데이터 전송 시 패리티 비트를 포함하여 간단한 오류 검출 기능 제공
2. 메모리 오류 검출(ECC 이전의 방식) : 일부 오래된 RAM에서는 패리티 비트를 활용하여 오류 검출
3. RAID 2, RAID 3, RAID 5 등 저장장치 시스템 : 디스크 복원 기능을 위해 패리티 비트를 기반으로 분산 저장 구조 설계
4. 산업용 통신 프로토콜(Modbus, RS-232 등) : 안정성이 중요한 산업 현장에서 빠르고 간단한 오류 검출에 사용

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패리티는 복잡한 계산 없이도 빠르게 오류를 감지할 수 있는 기초적인 기술이다. 오늘날에는 보다 정교한 오류 검출 및 정정 기술들이 많지만, 여전히 하드웨어나 산업 환경에서는 단순성과 속도 면에서 유용하게 사용되고 있다. 디지털 통신과 시스템 설계의 기초를 이해하는 데 있어 꼭 알아야 할 개념 중 하나이다.

 

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