Chapter 2. 데이터처리
(저장 및 처리)
가정?
1. 비행기가 추락해서, 외딴 섬에 홀로 떨어져서, 생활을 해야 한다.
2. 필기도구도 없고 다른 도구도 없다. 오로지 4개 동전만 가지고 있다.
3. 섬에서 생활한 일수를 동전 4개를 가지고 표시하는 방법은?
4. 최대한 표시할 수 있는 일의 수는?
질문? 표시할 수 있는 날의 수는 16일
1. 동적은 앞면과 뒷면의 2가지 상태를 표현
2. 수학적으로 발생할 수 있는 사건의 수는 2x2x2x2 = 24
3. 앞면을 0, 뒷면을 1로 표현하면
0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111
4. 발생할 수 있는 사건의 경우를 날짜와 매핑시켜야 한다.
5. 어떻게 0일, 1일, 2일, 3일… 15일을 사건의 경우와 매핑할 것인가?
질문? 인간이 표현을 위해서 사용하는 문자
1.
글자 (Character) / 기호A. 영어 : A, B, C, D, … Z, a, b, c, d, e, f, …
B. 한글 : ㄱ, ㄴ, ㄷ, …, ㅏ, ㅑ, ㅓ, ㅕ, ㅗ, …
C. 중국어 : …
D. 일본어 : …
E. 숫자 : 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0
F. 연산자 : +, -, *, /, (, )
2.
컴퓨터는 몇가지 문자를 사용할까?A. “0, 1” 두 가지 기호 또는 상태를 사용
질문? 사람이 사용하는 숫자는 어떻게 분석되는가?
1.
사람이 사용하는 수는 10진수라고 한다.즉, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9의 10개 문자를 사용한다.
2. 1234라는 숫자는 어떻게 분석될 수 있는가?
1*1000 + 2*100 + 3*10 + 4 1*103 + 2*102 + 3*101 + 4*100
3. 2진 체계도 유사하게 처리가 가능함
0111 = 0*23 + 1*22 + 1*21 + 1*20 = 7 (10진수)
Contents
1.
비트 저장1.1 비트, 연산, 게이트
2.
수의 체계2.1 2진법 2.2 16진법 2.3 8진법
3.
수의 표현4.
정보의 표현1.1 비트와 비트 패턴
1.
비트(bit): 2진 숫자(binary digit) - 0 또는 12.
비트 패턴은 정보 표현에 사용된다.A. 숫자
B. 텍스트 문자
C. 이미지
D. 사운드
E. 기타 등등
예) 비트는 언제 사용?
32비트 컴퓨터, 64비트 컴퓨터, 32비트 운영체제,
인터넷 속도 100메가: 100Mbps
1.1 부울(Boolean) 연산
1.
부울 연산:한 개 이상의 참(true)/거짓(false) 값을 다루는 연산
2.
부울 연산자A. AND: &
B. OR: |
C. XOR (eXclusive OR): ^
D. NOT: ~
1.1 부울 연산 AND, OR, XOR, NOT
1.1 게이트(gate)
1.
게이트: 부울 연산을 계산하는 장치A. 흔히 (소형) 전자 회로로 구현된다
B. 컴퓨터 제작에 사용되는 구성 요소
예)
AND Gate OR Gate XOR Gate Not Gate
1.1 AND, OR, XOR, NOT 게이트 기호와 입출력 값
1.1 AND, OR, XOR, NOT 게이트 사용
1.
빵판(Bread-board) : 논리회로1.1 AND, OR, XOR, NOT 게이트 회로 예
A B C S
0 0 1 1
0 1 0 0
1 0 0 0
1 1 1 1
A B C
S
1.1 AND, OR, XOR, NOT 게이트 사용
1.
CPU : 산술 논리 연산이 주요한 목적덧셈 회로, 뺄셈 회로 등을 게이트를 사용하여 설계 가능
2.
메모리: 값의 저장이 주요한 목적1비트 저장 가능 플립플롭을 게이트를 사용하여 설계 가능
2.1 2진법(Binary Notation)
1.
컴퓨터는 0과 1의 수를 사용하여 수를 표현함2.
10진법: 숫자 369 - 3자리 수A. 10의 0승, 10의 1승, 10의 2승에 해당하는 값을 각 자리의 수에 곱하여 합산한 값을 의미
3.
2진법: 숫자 1001 – 4자리 수A. 2의 0승, 2의 1승, 2의 2승, 2의 3승에 해당하는 값을 각 자리의 수에 곱하여 합산한 값을 의미
2.1 10진수와 2진수의 변환
1.
10진법 수(10진수)를 2진법 수(2진수)로 변환하는 방법2.
10진수 13을 2진수로 변환2.1 10진수와 2진수의 변환
1.
10진수 27을 2진수로 변환 110112.1 2진수의 덧셈
1.
10진수 덧셈과 동일하게 가장 오른쪽 자리 숫자를 더하고 그 합에서 작은 자리 숫자를 가장 오른 자리에 적고합의 큰 자리에 올림수가 있으면, 왼쪽으로 넘긴 다음 덧셈을 계속
2.2 16진법(Hexadecimal Notation)
1.
16진법: 긴 비트 패턴을 위한 간이 표기법A. 비트 패턴을 4 비트 그룹들로 분할
B. 각 그룹을 한 개의 기호로 표현
예) 8비트: 10100011 1010 0011 A3
참고) 10진법, 16진법, 8진법, 2진법
2.2 16진 인코딩 체계
2.2 16진법
1.
16진수 연산2.
16진수의 10진수 변환2.3 8진법
1.
8개의 문자를 이용하여 수를 표현2.
잘 사용되지는 않음2.3 진법 사이의 관계
게이트를 이용한 2진 덧셈 회로
입력 1
입력 2
합
자리올림
