정보의 표현

ⓐ 컴퓨터의 자료 표현 원리

 

① 두 가지 정보 표현

 

- 컴퓨터 내부에서 전기가 흐르거나 흐르지 않는 두 가지 전기 신호만을

   표현할 수 있는 트랜지스터를 이용하여 자료를 처리하고 저장

- 컴퓨터는 전기가 흐를 경우 '1', 흐르지 않을 경우 '0'으로 표현하는 2진수

   체계를 사용

 

② 비트 ( Bit )

 

- 컴퓨터의 정보 처리 단위 중에서 가장 작은 정보 단위

- Blnary digit

 

 

ⓑ 표현 단위와 저장 용량

 

① 바이트

 

- 비트가 연속적으로 8개 모인 정보 단위

- 2의 8승인 256가지 종류의 정보 저장 가능

 

② 니블과 워드

 

- 바이트의 ½ 크기인 4비트를 니블 ( Nibble )

- 바이트가 4개 모이면 워드 ( Word )

     * 시스템마다 크기가 다를 수 있음

 

③ 저장 용량

 

- Kb

- Mb

- Gb

- Tb

- Fb

 

 

 

 

ⓒ 진수 ( 기본적인 진수와 변환법은 게시판에 존재하므로 패스하도록 하겠습니다 ^-^ ! )

 

① 2진수의 음수 표현

 

㉠ 1의 보수

 

- 주어진 이진수의 비트를 각각 0은 1로, 1은 0으로 변환하는 방법

 

㉡ 2의 보수

 

- 음수를 표현하는 방식 중 가장 많이 사용되는 방식이 2의 보수를 이용한

   표기 방법

     * 비트의 모임에서 가장 왼쪽의 비트가 최상위 비트 ( Msb )

 

- 음수의 이진수 표기인 2의 보수를 구하는 방법

     * N비트에서 -a의 2의 보수 계산 방법 :: 2ⁿ - a

 

- 2의 보수를 구하는 다른 방법

     * 단계 1 :: 음수의 절대값인 양의 정수의 이진수를 n 비트에서 구한다.

     * 단계 2 :: 단계 1에서 얻은 이진수의 1의 보수를 n 비트에서 구한다.

     * 단계 3 :: 단계 2에서 얻은 이진수에 1을 더한 n 비트만을 취한다.

 

- 4비트에서 -4를 2의 보수로 표현

     * 단계 1 :: 음수의 절대값인 양의 정수의 이진수를 n 비트에서 구한다.

     * 단계 2 :: 단계 1에서 얻은 이진수의 1의 보수를 n 비트에서 구한다.

     * 단계 3 :: 단계 2에서 얻은 이진수에 1을 더한 n 비트만을 취한다.

 

㉢ 부호가 있는 정수 표현

 

- 2의 보수 이용

 

* 컴퓨터는 정수의 양수와 음수를 표현하는데 주로 2진수와 2의 보수를 이용

* 8비트의 메모리로는 2의 8승인 256가지 정보를 표현

 

 

㉣ 부호가 없는 정수와 오버플로

 

- Signed

     * 양수와 음수를 모두 다루는 정수

 

- Unsigned

     * 양수만을 다루는 정수

 

② 오버플로

 

- n개의 비트로는 표현의 한계가 잇으므로 n비트의 메모리에 표현 범위를 초과하는

   수의 값을 저장하는 경우 오버플로 ( OverFlow ) 발생

 

 

③ 부동소수

 

㉠ 정규화

 

- 실수의 표현을 표준화하는 방법인 정규화는 실수의 소수점을 이동하여 소수점 왼쪽에

   단 하나의 자릿수가 오도록 하는 방법

- 정규화된 실수 표현을 부동소수

- 부동 소수는 수의 소수점의 위치를 움직일 수 있게 한다는 의미

 

ex ) 19 . 15923 = 1 . 915923 x 10²

    (정규화 전) (가수)  (지수)

                        ( 정규화 후)

ex ) 9876 . 5432 = 9 . 8765432 x 10³

      ( 정규화 전)   ( 정규화 후)

 

㉡ 지수와 가수

 

- 부동소수는 소수 부분과 지수 부분으로 구분할 수 있는데 이를 각각 가수와 지수

- 가수는 수의 정밀도를, 지수는 수의 크기를 표현

- 저장방법은 부동소수의 표현을 부호부, 지수부, 가수부로 나누어 이진 표현으로 저장

 

 

 

ⓒ 문자와 논리

 

① 문자와 코드표

 

- 영문자는 7개의 비트의 조합으로 표현

 

② 아스키코드

 

- Ascll

     * American Standard Code for Information Interchange

 

- 미국 표준협회에서 국제적인 표준으로 정한 문자 코드 체계

     * 7비트를 사용하여 128개의 문자, 숫자, 특수문자 코드를 규정

 

- 아스키코드가 7비트를 이용하지만 실제로 한 문자는 8비트인 1바이트에 저장

     * 한 문자에 시작은 0으로, 나머지는 코드값으로 구성

 

③ Ebcdic

 

- 엡시딕

     * Extended Binary Coded Decimal Interchange Code

     * 8비트를 사용하여 문자를 표현하는 코드 표준으로 IBM에서 제정한 코드

 

④ 유니코드

 

- 유니코드는 전세계 모든 언어를 하나의 코드 체계 안으로 통합하기 위하여

   만들어진 코드

     * 전 세계의 문자를 모두 표현하기 위한 2바이트인 16비트로 확장된 코드 체계

 

* 논리

 

     = 참과 거짓을 의미하는 두가지 정보가 논리 값

     = 하나의 비트 정보도 0과 1이므로 이를 각각 거짓과 참으로 표현

 

ⓓ 정수 연산

 

① 정수의 덧셈

 

- 정수의 연산에서 주의할 것은 정해진 비트를 넘어서는 올림은 무시

 

② 정수의 뺄셈

 

- 정수의 뺄셈에서는 2의 보수를 이용한 음수의 표현 방법을 이용

- a - b 의 연산은 a + ( - b ) 로 변환하여 덧셈을 수행

- 4 - 4 = 4 + ( - 4 )