[컴퓨터개론] 컴퓨터와 인간의 표현법

컴퓨터에서 사용하는 단위

 

용량을 표현하는 단위

 

 

 

비트와 바이트

1. 비트(bit)

- 컴퓨터에서 데이터를 표시 할 때 사용하는 최소 단위

- 2진법을 사용하기 때문에 1비트로 표현 할 수 있는 수는 0과 1

 

2. 바이트(byte)

- 비트 8개를 묶어서 사용하는 단위 (1바이트 = 8비트)

 

비트와 바이트

 

 

 

워드

CPU의 데이터 처리 속도 변화

- 초기 : 한 번에 8비트를 처리하는 CPU 사용 (예 : 개인용 컴퓨터 애플II)

- 이후 : 32비트 CPU 등장

- 현재 : 64비트 CPU 대중화

32비트와 64비트 차이

 

 

 

워드(word)

- 컴퓨터가 한 번에 처리 할 수 있는 데이터 크기를 나타내는 단위

- 32비트 CPU : 한 번에 32비트 데이터 처리, 1워드 = 32비트

- 64비트 CPU : 한 번에 64비트 데이터 처리, 1워드 = 64비트

 

컴퓨터 용량 단위

 

 

 

큰 용량을 표현하는 단위

- 큰 용량 단위는 1024(210)배로 증가

- 1킬로바이트(1KB)는 정확히 1024바이트(210B)

- 1KB를 1000B(103B)로 어림잡아 계산하는 경우도 있음

 

큰 용량을 표현하는 단위

 

 

 

속도를 표현하는 단위

 

 

 

클록(clock)

- 컴퓨터에서 일정한 박자를 만들어 내는 장치

- 컴퓨터 내 모든 부품은 클록이 만드는 박자에 맞추어 작업함

- 이 박자를 틱(tick) 또는 클록틱이라 함

틱의 개념

 

 

헤르츠(Hz, hertz)

- CPU 성능을 나타내는 단위(표시단위:Hz)

- 1초 동안 클록틱이 몇 번 발생했는지 나타냄(1번:1Hz)

- CPU 속도3GHz → 1초 동안 작업이 약 3 × 109(30억)번

- 메인메모리 속도 1.6 GHz → 1초 동안 1.6 × 109번 데이터를 저장

(오른쪽) 1 헤르츠와 2 헤르츠

 

 

 

하드디스크의 속도(rpm, Revolutions per minute)

- 디스크 원반이 1분 동안 회전하는 수

- 7,200rpm → 디스크 원반이 1분에 7200번 회전

- 숫자가 클수록 데이터를 읽거나 쓰는 속도가 빠름 (5,400rpm < 7,200rpm)

 

 

 

 

 

네트워크 전송량 (bps, Bit per second)

- 네트워크상에서 1초 동안 보내는 데이터의 양

- 파일 용량 표기 vs 네트워크 전송량 표기

-> 파일 용량 : 단위가 바이트(byte)며 대문자 B로 표기

-> 네트워크 전송량  :단위가 비트(bit)며 소문자 b로 표기

-> 1바이트는 8비트이므로 10MB는 기본적으로 10Mbps보다 8배 큼

 

 

파일 크기와 네트워크 전송량 표기 차이

 

 

 

컴퓨터의 표현법

2진법과 10진법

 

 

 

컴퓨터가 2진법을 사용하는 이유

- 인간은 0부터 9까지 숫자 10개로 표현하는 10진법 사용함

- 반면 컴퓨터는 0과 1로 표현하는 2진법 사용함

-> 최초의 컴퓨터가 켜기와 끄기만 할 수 있는 진공관을 사용했기 때문

-> 10진법을 사용하는 컴퓨터를 만들 수도 있음

-> 하지만 2진법으로 계산하는 것이 더 빠름

 

2진법 개념

 

 

 

2진법의 식당 메뉴 비유

-두 음식만 팔면 만드는 속도를 올릴 수 있고 테이블 회전율도 높일 수 있음

2진 식당과 10진 식당

 

 

 

10진수와 2진수 표현

-10진수의 표현 원리

10진수 표현

 

 

-2진수의 표현 원리와 10진법으로 변환하는 방법

-> 아랫첨자는 진법을 나타내며 10진수는 표기를 생략할 수 있음

 

2진수의 10진수 변환

 

 

10진수를 2진수로 변환하는 방법

1. 10진수를 숫자 2로 반복해서 나눔

2. 나눌때 몫은 아래에 나머지는 오른쪽에 기록함

3. 더이상 나누어지지 않을 때까지 나누기를 반복함

4. 나머지를 거꾸로 읽으면 2진수 표현이 됨

 

10진수의 2진수 변환

 

 

16진법

 

 

 

16진법

- 0에서 F까지 16개 문자를 사용

- 1~9는 10진수와 동일, 이후 6개는 알파벳 사용

- 10은 A, 11은 B, 12는 C, 13은 D, 14는 E, 15는 F로 표기

- 16진법을 사용하는 이유 : 한바이트를 두자리 숫자로 표현 할 수 있음

-> 2진수 1111111을 표현하려면 8자리가 필요함

-> 반면 16진수로 표현하면 FF의 2자리로 표현 가능

 

2진수를 16진수로 변환하는 방법

Q. 2진수 11101101을 16진수로 변환하면?

hint. 오른쪽에서부터 4자리씩 끊어 읽기

정답 : ED

 

 

4자리 2진수에 대응하는 1자리 16진수

 

 

 

16진수와 10진수 사이의 변환 방법

16진수를 10진수로 변환

- 각 자리의 숫자와 해당 위치의 단위값을 곱한 후 모두 더함

 

10진수를 16진수로 변환

- 10진수를 16으로 계속 나누면서 몫은 아래에 나머지는 오른쪽에 기록함

- 더이상 나누어지지 않을 때 나머지를 거꾸로 읽음

 

 

16진수의 10진수 변환

10진수의 16진수 변환

 

 

 

16진수 사용 예 - RGB 컬러 시스템

-RGB는 컴퓨터에서 이미지의 점 색상 하나를 표현할 때 사용

-> RGB는 빛의 삼원색인 빨간색(Red), 녹색(Green), 파란색(Blue)을 뜻함

- RGB는각각1바이트크기를가짐 1

- 바이트가표현할수있는값은256(=2의 8승)가지이며0부터255까지표현

- 하나의색상을표현할때는R,G,B를각각256단계로섞어서사용

-> RGB(0, 0, 0): 검은색

-> RGB(255, 255, 255) : 흰색

-> RGB(255, 0, 0) : 빨간색

-> RGB(0, 255, 0) : 녹색

-> RGB(0, 0, 255) : 파란색

 

 

16진수 사용 예 - CMYK 컬러 시스템 

-이미지를 종이에 출력하거나 인쇄할 때는 RGB 대신 CMYK를 사용

- CMYK : 시안(Cyan),마젠타(Magenta), 옐로(Yellow), 블랙(Black=key)

RGB와 CMYK

 

 

 

 

16진수 사용 예 - 컬러 피커

- 빨간색(R), 녹색(G), 파란색(B) 입력란에 0부터 255까지 숫자를 입력

- 아래쪽 입력란에 16진수를 넣어도 됨 (녹색은 00ff00이라고 작성)

 

포토샵에서 녹색 RGB 값을 10진수와 16진수로 설정하는 모습

 

 

 

문자 표현

 

 

 

아스키 코드 (ASCII code)

- 컴퓨터는 숫자마다 특정 문자를 대응시켜 사용함

- 아스키 코드는 이런 대응 방법 중 하나임

- 7비트로 구성되기 때문에 총 128(27)가지 문자를 표현 할 수 있음

- 예를 들어, ’YOU’라고 입력하면 ’89, 79, 85’의 2진수 값을 저장

- 사용자에게 보여줄 때는 다시 숫자를 문자로 바꾸어 보여줌

 

 

아스키코드의 저장과 변환

 

 

 

유니코드 (Unicode)

- 산업 표준 문자 코드

- 전 세계 모든 문자를 컴퓨터에서 일관되게 표현하고 다룰 수 있음

- ’가’의 유니코드 값은 AC00이며, 1010 1100 0000 0000으로 저장

한글 유니코드

 

 

정수 표현

 

 

 

컴퓨터의 정수 표현 방법

 

 

 

실수 표현

 

 

 

 

실수와 정규화

실수란?

-소수점 이하의 자리가 존재하는 숫자

 

 

 

정규화 예시

-아래 그림처럼 크고 작은 숫자를 가수와 지수로 표현할 수 있음

- 참고:표준에서는소수점을갖는2진수를사용하며1.XXX로표현함

실수의 정규화

 

 

 

실수를 저장하는 과정