Transcript 컴퓨터에서 데이터표현

Understanding of Computers 3rd
Chapter 04 컴퓨터에서 데이터 표현
소프트웨어 종류와 기능
 컴퓨터 속에서 데이터 표현 원리
 디지털
논리회로에 기반한 컴퓨터는 두 가지 상태만을 구별
 ‘0’이거나 혹은 ‘1’인 상태만을 인식
 0과 1로만 이루어진 신호로 만들어서 컴퓨터에 전달

예
 인코딩(encoding)
현실세계의 정보를 컴퓨터 내부에서 처리할 수 있는 이진수로 변환
하는 방법
 ‘a’, ‘b’, ‘c’ 와 같은 모든 키 문자들은 ‘01100001’, ‘01100010’,
‘01100011’ 등과 같은 전기적인 신호로 변환 후 컴퓨터 내부에 전달

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Chapter 04 컴퓨터에서 데이터 표현
소프트웨어 종류와 기능
 문자의 표현
 26개의

알파벳에 디지털 신호를 연결
25=32이므로 최소한 5bit를 이용
 ASCII
코드
American Standard Code for Information Interchange
 영문 알파벳을 사용하는 대표적인 문자 인코딩
 컴퓨터와 통신 장비를 비롯한 문자를 사용하는 많은 장치에서 사용
 대부분의 문자 인코딩이 아스키에 기초를 둠

1967년에 표준으로 제정
 1986년에 마지막으로 개정

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Chapter 04 컴퓨터에서 데이터 표현
소프트웨어 종류와 기능
 문자의 표현
 ASCII

코드
구성
– 7비트 인코딩
– 33개의 출력 불가능한 제어 문자들과 공백
– 95개의 출력 가능한 문자들




52개의 영문 알파벳 대소문자
10개의 숫자
32개의 특수문자
공백
 EBCDIC
Extended Binary Coded Decimal Interchange Code
 IBM이 대형 운영체제에서 사용하기 위해 개발한 알파벳 및 숫자를
위한 바이너리(binary) 코드
 8bit(28=256)의 크기로 256개의 다른 문자를 표현

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Chapter 04 컴퓨터에서 데이터 표현
소프트웨어 종류와 기능
 진법과 변환
 진법의

종류와 표현
수치 데이터에 대한 계산
– 인간

0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9라는 10개의 숫자를 이용
– 컴퓨터


bit를 이용하여 0과 1만을 사용
10진법
– 0~9까지 10개의 숫자를 이용
– 10진수


10진법에 사용되는 수
2진법
– 컴퓨터에서의 수 체계
– 0과 1 두 개만을 이용
– 2진수

2진법에 사용되는 수
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Chapter 04 컴퓨터에서 데이터 표현
소프트웨어 종류와 기능
 진법과 변환
 진법의

종류와 표현
8진법
– 0~7까지의 8개의 숫자를 이용
– 3개의 bit 단위로 정보를 끊어서 표현할 때 유용함

16진법
– 0~F까지의 16개의 숫자를 이용
– 4bit 단위로 정보를 끊어서 표현할 때 유용함
10진법
2진법
8진법
16진법
10진법
2진법
8진법
16진법
0
0
0
0
1
1
1
1
2
10
2
2
3
11
3
3
4
100
4
4
5
101
5
5
6
110
6
6
7
111
7
7
8
1000
10
8
9
1001
11
9
10
1010
12
A
11
1011
13
B
12
1100
14
C
13
1101
15
D
14
1110
16
E
15
1111
17
F
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Chapter 04 컴퓨터에서 데이터 표현
소프트웨어 종류와 기능
 진법과 변환
 진법의

변환
10진수를 2진수, 8진수, 16진수로 변환하기
– 거듭 제곱을 이용한 변환
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Chapter 04 컴퓨터에서 데이터 표현
소프트웨어 종류와 기능
 진법과 변환
 진법의

변환
10진수를 2진수, 8진수, 16진수로 변환하기
– 나눗셈을 이용한 진법 변환
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소프트웨어 종류와 기능
 진법과 변환
 진법의

변환
10진수를 2진수, 8진수, 16진수로 변환하기
– 소수점 이하의 진법 변환
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Chapter 04 컴퓨터에서 데이터 표현
소프트웨어 종류와 기능
 진법과 변환
 진법의

변환
2진수, 8진수, 16진수를 10진수로 변환하기
– 거듭 제곱을 이용하여 10진수 변환
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소프트웨어 종류와 기능
 진법과 변환
 진법의

변환
2진수, 8진수, 16진수를 10진수로 변환하기
– 거듭 제곱을 이용하여 10진수 변환
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Chapter 04 컴퓨터에서 데이터 표현
소프트웨어 종류와 기능
 진법과 변환
 진법의

변환
2진수, 8진수, 16진수 사이의 변환
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Chapter 04 컴퓨터에서 데이터 표현
디지털 논리 회로
 디지털 논리 게이트
 CPU에서
수많은 연산 처리를 위하여 내부적 활용
 종류

AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR 등
 조합
논리 게이트
입력과 출력을 가진 논리 게이트의 집합
 현재의 입력 값에 따라 출력이 결정되는 회로

 불 대수 (boolean algebra)
영국의 수학자 불(George Boole, 1815~1864)이 제안
 논리값이 참일 때 1을, 거짓일 때 0을 대응시켜 논리학상의 명제
나 명제의 관계를 수학적으로 표현한 것
 오늘날 논리 회로를 다루는 데 유용하게 사용
 통신 분야 및 컴퓨터의 논리 회로 설계 분야 등에서 널리 응용됨
 1848년
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디지털 논리 회로
 불 대수 (boolean algebra)
불
대수에서 취급하는 기본적인 연산

불
논리곱(AND), 논리합(OR), 논리 부정(NOT)
대수의 연산

논리식이나 불 대수의 값 표현
– 참은 1로, 거짓은 0으로 표현
– 일반적으로 컴퓨터 내부에서 1은 +5V로, 0은 0V의 전압으로 표현

불 대수의 덧셈
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디지털 논리 회로
 불 대수 (boolean algebra)
불
대수의 연산

불 대수의 곱셈

드모르간의 법칙(de Morgan’s Theorem)
– 수학자 오거스터스 드 모르간(Augustus de Morgan, 1806~1871)에 의
해 정리된 법칙
– 여집합, 합집합, 교집합의 관계를 기술하여 정리
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디지털 논리 회로
 논리회로
 논리곱(AND),
논리합(OR), 부정(NOT)의 기본적 논리 소자를 연
결하여 수치를 나타내는 신호를 처리하는 것
 논리곱(AND)
 논리합(OR)
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A
B
A∙B
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
A
B
A+B
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
1
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Chapter 04 컴퓨터에서 데이터 표현
디지털 논리 회로
 논리회로
 논리부정(NOT)
 부정논리곱(NAND)
 부정논리합(NOR)
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A
A
0
0
0
0
A
B
A∙B
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
1
A
B
A+B
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
1
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Chapter 04 컴퓨터에서 데이터 표현
디지털 논리 회로
 논리회로
 배타적
논리합(XOR)
A
B
A⊙B
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
0
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Chapter 04 컴퓨터에서 데이터 표현
데이터 표현 방법
 소리 데이터의 표현
 자연세계의
소리
일종의 파동
 시간에 따라 변화
 연속적인 곡선

 데이터를
디지털신호로 바꾸기
표본화와 양자화 과정을 거침
 연속적인 데이터로부터 근사한 이산적인 데이터 값을 얻음
 원래 정보의 일부가 손실 됨

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Chapter 04 컴퓨터에서 데이터 표현
데이터 표현 방법
 영상 데이터의 표현
 영상을
수많은 픽셀(pixel) 단위로 표현
 각 픽셀에 특정 색상 값을 부여함
 영상의 해상도를 높이기
하나의 영상을 표현하기 위한 픽셀 단위를 더욱더 세분화 시켜 나눔
 하나의 픽셀에 표현되는 색상 정보 값을 더 많이 담을 수 있도록 비트
수를 늘림
 파일 용량을 크게 만듦

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Chapter 04 컴퓨터에서 데이터 표현
데이터 표현 방법
 동영상 데이터의 표현
 코덱(CODEC)

동영상 데이터를 표현하기 위해서는 반드시 필요

어원
– COder(부호화)/DECoder(부호번역화)
– COmpression(압축)/DECompression(해제)
– 우리말로는 코더는 변조, 디코더는 복조로 번역해 변복조기

영상이나 음성 등의 아날로그 데이터를 표본화, 양자화 과정을 거쳐
전송에 적합한 디지털 데이터로 변환

역으로 수신 측에서 디지털 데이터를 아날로그 데이터로 변환
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