[CS] {컴퓨터 구조} 0과 1로 숫자/문자를 표현하는 방법

1. 정보단위

비트(bit) : 0과 1을 표현하는 가장 작은 정보 단위

- n비트로 2&n가지의 정보 표현 가능

- 프로그램은 수많은 비트로 이루어져있음

- 비트보다 더 큰 단위를 사용(ex. 바이트, 킬로바이트...)

1바이트(byte)	8 비트
1킬로바이트(KB)	1,024 바이트
1메가바이트(MB)	1,024 킬로바이트
1기가바이트(GB)	1,024 메가바이트
1테라바이트(TB)	1,024 기가바이

 

워드(word)

-CPU가 한번에 처리할 수 있는 정보의 크기 단위

 

2. 이진법

0과 1로 수를 표현하는 방법을 나타냄

1) 0과 1로 음수 표현하기 : 2의 보수

-  (원래 정의) 어떤 수를 그보다 큰 2^n에서 뺀 값

EX. 11(2) 보다 큰 2^n( = 100(2))에서 11(2)를 뺀 값 -> 01(2)

-  (더 쉬운 방법) 모든 0과 1을 뒤집고 1 더한 값

EX. 11(2) -> 00(2) + 1 = 01(2)

+ "-1011(2) 를 뜻하는 0101(2)과 십진수 5를 뜻하는 0101(2)는 똑같은데 어떻게 구분?"

=> CPU 내부 레지스터에 '플래그'라는 값이 있음. 그 '플래그'가 양수인지 음수인지 표식을 함.

 

3. 십육진법

이진수와 십육진수(4비트) 와의 변환이 아주 간편하고 큰 수의 경우 이진수의 길이가 너무 길어지기 때문에 사용

(좌)십육진수를 이진수로 변환, (우)이진수를 십육진수로 변환. 출처 : https://www.youtube.com/watch?v=kFWP6sFKyp0&list=WL&index=7&t=3358s

 

4. 문자 집합과 인코딩

1) 문자 집합 : 컴퓨터가 이해할 수 있는 문자의 모음

2) 인코딩 : 코드화 하는 과정, 문자를 0과 1로 이루어진 문자 코드로 변환하는 과정(문자 -> 0, 1)

3) 디코딩 : 코드를 해석하는 과정, 0과 1로 표현된 문자코드를 문자로 변환하는 과정(0, 1 -> 문자)

 

5. 아스키 코드

- 초창기 문자 집합 중 하나

- 알파벳, 아라비아 숫자, 일부 특수 문자 및 제어 문자

- 7비트(128개의 문자)로 하나의 문자 표현(8비트 중 1비트는 오류 검출을 위해 사용되는 '패리티 비트') 

ex) A는 64로 인코딩, a는 97로 인코딩

- 한글을 포함한 다른 언어 문자, 다양한 특수 문자 표현 불가

 

6. 한글 인코딩 : 완성형 VS 조합형 인코딩

: 아스키 코드의 2^7로 표현할 수 없는 한글을 표현하기 위해 고안된 방법

- 초성, 중성, 종성의 조합으로 이루어진 한글

=> 완성형 인코딩 방식과 조합형 인코딩 방식이 존재

 

 

1) EUC-KR

- 완성형 인코딩

- 글자 하나하나에 2바이트(16비트) 크기의 코드 부여

-> 2바이트 == 16비트 == 4자리 십육진수

- 2300개의 한글 표현 가능(모든 한글을 표현하기에는 부족한 수)

 

2) 유니코드 문자 집합과 utf-8

- 통일된 문자집합

- 한글, 영어, 화살표와 같은 특수문자, 이모티콘

- 현대 문자 표현에 있어 매우 중요한 위치