[컴퓨터 구조] ep1) 데이터

"컴퓨터는 0과 1밖에 이해하지 못한다"
 
ㅇ비트(bit): 0과 1을 나타내는 가장 작은 정보 단위
따라서 한 비트는 두 가지 정보만을(0 or 1) 표현한다

 
 
한 비트는 두 가지 경우의 수(0 or 1)만을 가지므로
2비트로 표현할 수 있는 정보의 개수는 2^2개
3비트로 표현할 수 있는 정보의 개수는 2^3개
.
.
.
n비트로 표현할 수 있는 정보의 개수는 2^n개

 
 
여기서 1byte는 8개의 bit를 뜻한다 (1byte = 8bit)
10^3byte = 1kB [킬로바이트]
10^6byte = 1MB [메가바이트]
10^9byte = 1GB [기가바이트]
10^12byte = 1TB [테라바이트]
10^15byte = 1PB [페타바이트]
 
 
 
 
ㅇ워드(word): CPU가 한 번에 처리할 수 있는 데이터 크기
하프 워드(half word): 워드의 절반 크기
풀 워드(full word): 워드의 1배 크기
더블 워드(double word): 워드의 2배 크기
 
현대 컴퓨터의 워드 크기는 대부분 32비트 또는 64비트이다
e.g. x86 CPU: 32bit
       x64 CPU: 64bit
 
(Visual Studio 상단에서 솔루션 플랫폼을 x86(32bit)로 설정하면 출력되는 주소의 길이가 짧고
솔루션 플랫폼을 x64(64bit)로 설정하면 출력되는 주소의 길이가 긴 것을 알 수가 있다) 

x86(32bit)로 설정하고 주소를 출력했을 때 나오는 짧은 주소

 
 
 
 
ㅇ이진수(binary)
8을 이진수로 나타낼 때

 
 
 
2의 보수: 이진수의 음수표현 방법
그냥 다 뒤집고 마지막에 1을 더하면 된다

 
 
 
하지만 2의 보수 방법에는 0과 2^n의 경우 오류가 발생한다(그림참고)
따라서 컴퓨터는 CPU 내부의 레지스터 flag를 이용한다

 
 
 
 
ㅇ십육진법(hexadecimal)
15를 십육진수로 나타낼 때

 
 
 
+ 십육진수를 세는 꿀팁: "주먹을 쥐었을 때가 A(10)"

 
 
 
왜 컴퓨터는 복잡한 십육진수를 채택한 것일까?
그 이유는 십육진수->이진수, 이진수->십육진수로의 변환이 편리하여서이다

 
 
 
 
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인코딩: 컴퓨터가 알 수 있게 0과 1로 변환(코드화)
디코딩: 0과 1을 사람이 알 수 있게 변환
 
아스키코드: 초창기 문자집합 ('A'의 코드 포인트는 65)

하지만 이걸로는 턱없이 부족해서 나온 것이
확장아스키! 하지만 이걸로도 턱없이 부족했다
 
※우리나라는 한글 인코딩을 위하여 EUC-KR을 사용하였고 그에 대한 확장판으로 CP949가 나왔지만 이마저도 한글 전체를 표현하기에 넉넉한 양은 아니었다
 
각 나라의 인코딩 방식이 달라 매우 복잡했다
그리고 이것을 해결하기 위해 하나의 통일된 국제 문자 코드 규약이 나오게 되었다
그것이 바로 유니코드(UTF-8)이다
(여기서 UTF란 Unicode Transformation Format의 약자로 전문적 지식을 요하지 않는 분야에서 그냥 유니코드라고 했을 때는 십중팔구 이 인코딩이라 생각하면 될 정도로 표준적인, 호환성이 가장 좋은 인코딩이다)
 
 
 
 
 
 
 
 
참고 및 출처: 컴퓨터시스템구조론(William Stallings), 혼공컴운(강민철)