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1. 1부 3장모든 데이터를 표현할 줄 아는 컴퓨터 0과 1, 단 두 숫자를 조합하여 모든 데이터를 표현하는 컴퓨터의 원리에 대해 학습하기로 하겠습니다.

2. 1. 컴퓨터 자료 표현의 기본 원리 이해하기 ꋎ 데이터의 형태 • 컴퓨터에서 사용하는 데이터: 아날로그(analog)와 디지털(digital) • 아날로그: 온도, 전류, 속도, 전압, 저항 등과 같이 연속적으로 변화하는 수치를 다룰 때 주로 사용, 속도가 빠르나 저장 기능이 없다. • 디지털: 모든 정보를 이산적인 형태로 표현하는 방법으로 컴퓨터에서는 숫자, 문자 등의 모든 정보를 0과 1로 이루어진 이진수로 표현, 잡음 제거에 효과적이며, 구조가 간단하고 가격이 저렴, 정확도와 신호의 안정도가 높아 여러 분야에 다양한 목적으로 사용

3. 1. 컴퓨터 자료 표현의 기본 원리 이해하기 ꋏ 데이터 표현의 원리 • 컴퓨터는 0과 1의 두 가지 값만을 이해하고 표시 • 여러 개의 비트를 사용하여 조합을 만들고, 하나의 조합이 하나의 글자나 부호를 나타내는 방법으로 표현 bit<byte<word<field<record<file<data base

4. 1. 컴퓨터 자료 표현의 기본 원리 이해하기 ꋐ 문자 데이터 표현하기 ❶ 글자는 어떻게 표현될까? • 컴퓨터에서 문자를 표현하는 데에 컴퓨터 제작 회사나 개발자에 따라 각기 그 표현법이 다르다. • 확장 2진화 10진 코드(EBCDIC : Extended Binary Coded Decimal Interchange Code)에서는 A를 1100 0001로 표시 • 아스키 코드(ASCII : American Standard Code for Information Interchange)에서는 A를 100 0001로 표시

5. 1. 컴퓨터 자료 표현의 기본 원리 이해하기 ❷ 한글이나 한자는 어떻게 표시될까? • 1987년 공업 진흥청에서는 KS로 각기 규정되어 있던 한글 및 한자와 부호 등의 체계를 하나로 통합하여 만든 KS C 5601 2바이트 완성형 한글 코드를 제정 • 한글 2350자, 한자 4888자 외에 거의 모든 종류의 문자를 표시 • 1992년에는 2바이트 조합형 한글 코드를 KS로 지정하여 한글의 모든 음절을 표시

6. 1. 컴퓨터 자료 표현의 기본 원리 이해하기 ❸ 세계 각국의 언어는 어떻게 표현될까? • 국제적인 코드 규약으로 유니코드(unicode)를 사용 • 2바이트를 조합하여 하나의문자를 표현하는 유니코드가 만들어졌으며, 유니코드에서는기본적으로 16비트를 사용하여 하나의 문자를

7. 1. 컴퓨터 자료 표현의 기본 원리 이해하기 ꋑ 수치 데이터 표현하기 • 10진 데이터 표현 방식 • 존(zone) 타입 데이터: 10진수를 2진수로 코드화한 형식으로, 하나의 10진수를 4bit의 zone bit와 4bit의 digit bit로 표현 • 팩(pack) 타입 데이터: 10진수를 2진수로 표현하지 않고, 10진수를 그대로 표현

8. 1. 컴퓨터 자료 표현의 기본 원리 이해하기 • 2진 데이터 표현 방식 • 고정 소수점 표현법(fixed point representation) : 정수를 표현하기 위해 사용되는 방식, 맨 왼쪽 비트에는 부호를 표시, 양수의 경우에는 표시하고자 하는 정수값의 2진수 형태로 표현하고, 음수의 경우에는 부호와 절대값 표현법, 1의 보수 표현법, 2의 보수 표현법을 사용하는데 주로 2의 보수 표현법을 많이 사용

9. 1. 컴퓨터 자료 표현의 기본 원리 이해하기 • 부동 소수점 표현법(floating point representation) : 실수를 표현하기위해 사용되는 방식으로 매우 큰 수나 작은 수의 표현에 사용, 부호 비트는 부호를, 지수부는 지수를 2진수로 표현, 가수부에서는 소수점 아래의 숫자를 2진수로 표현, 지수부와 가수부 사이에는 소수점이 있는 것으로 간주, 복잡한 수치 계산에 주로 사용

10. 1. 컴퓨터 자료 표현의 기본 원리 이해하기 ꋒ 소리 데이터 표현하기 • 사람의 음성과 자연의 음향으로 구분 • 아날로그 신호 형태의 소리를 컴퓨터에서는 디지털 정보로 변환 • 컴퓨터가 소리를 이해하는데 사용하는 방법에는 펄스 코드 변조(PCM : Pulse Code Modulation) 방식 사용

11. 1. 컴퓨터 자료 표현의 기본 원리 이해하기 ꋓ 그래픽 데이터 표현하기 • 그래픽 표현 방식 : 비트맵(bitmap) 방식과 벡터(vector) 방식

12. 토론하기 I-8 1. 한글을 표시하는 방법에는 크게 완성형 한글 코드와 조합형 한글 코드 방식이 있다. 이 두 방식의 차이점과 장단점을 함께 조사해 보고 토론해 보자. 2. 컴퓨터의 모니터나 TV 브라운관의 크기는 일반적으로 15인치, 17인치, 20인치 등과같이 표시한다. 이러한 표시 장치들의 크기는 어느 부분의 길이를 측정한 것인지 알아보고, 표시 장치의 크기와 해상도 간에는 어떠한 관계가 있는지 조사해 보자.

13. 2. 수의 표현과 변환하기 ꋎ 컴퓨터는 숫자를 알까? • 10진법: 0∼9까지 10개의 수를 주로 사용하여 표현 • 2진법: 0과 1의 두 가지 수로 모든 데이터를 표현 • 디지털 시스템에서 사용되는 진법: 2진법, 8진법(0∼7까지 사용), 16진법(0∼9, A, B, C, D, E, F 사용) • 10진법을 디지털 시스템이 이해할 수 있도록 하려면 10진법을 2진법, 8진법, 16진법으로 변환해야 한다. • 컴퓨터의 수 체계를 사람이 이해할 수 있으려면 2진법, 8진법, 16진법을 10진법으로 변환해야 한다.

14. 2. 수의 표현과 변환하기 ꋏ 컴퓨터는 숫자를 어떻게 변환할까? ❶ 10진 변환 10진수는 0~9로 구성, (10진수)10과 같이 표현 • 2진수로의 변환 : 수를 2로 나눈 후 나머지를 역순으로 써준다.

15. 2. 수의 표현과 변환하기 • 8진수로의 변환 : 수를 8로 나눈 후 나머지를 역순으로 써준다.

16. 2. 수의 표현과 변환하기 • 16진수로의 변환 : 수를 16으로 나눈 후 나머지를 역순으로 써준다.

17. 2. 수의 표현과 변환하기 ❷ 2진 변환 2진수는 0과 1로 구성, (2진수)2와 같이 표시 • 10진수로의 변환

18. 2. 수의 표현과 변환하기 • 8진수로의 변환 뒤에서 3자리씩 끊어서 10진수로 변환하는 방식과 같은 방법으로 변환

19. 2. 수의 표현과 변환하기 • 16진수로의 변환 뒤에서 4자리씩 끊어서 10진수로 변환하는 방식과 같은 방법으로 변환

20. 2. 수의 표현과 변환하기 ❸ 8진 변환 8진수는 0~7로 구성, (8진수)8과 같이 표시

21. 2. 수의 표현과 변환하기 ❹ 16진 변환 16진수는 0~9와 A, B, C, D, E, F로 구성, (16진수)16과 같이 표시

22. 2. 수의 표현과 변환하기 ❺ 2진tndml 사칙 연산 10진수를 2진수로 변환하여 연산을 수행 • 보수 : 덧셈을 이용하여 뺄셈과 나눗셈 연산을 하기 위해 필요 • 1의 보수 : 2진수 각 자리를 1은 0으로 0은 1로 변환 • 2의 보수 : 1의 보수에 1을 더해준다. 왼쪽의 첫 비트는 부호를 의미한다(‘0’은 양수, ‘1’은 음수).

23. 2. 수의 표현과 변환하기 • 덧셈 10진수의 일반 덧셈과 같은 방법

24. 2. 수의 표현과 변환하기 • 뺄셈 빼고자 하는 수를 보수로 변환한 후 10진수의 일반 덧셈과 같은 방법

25. 2. 수의 표현과 변환하기 • 곱셈과 나눗셈 • 곱셈 : 덧셈을 반복적으로 실행 • 나눗셈 : 뺄셈을 반복적으로 실행

26. 토론하기 I-9 1. 수의 표현에는 2, 8, 10, 16진수가 있다. 왜 수의 사용에서 여러 가지 진수를 사용하는지에 대해 토론해 보자. 2. 수의 연산에는 사칙 연산과 같은 수치적 연산 이외에 AND, OR와 같은 논리적 연산이 있다. 논리적 연산의 의미와 계산 방법을 조사해 보고 토론해 보자.

27. 함께 확인하기 한글의 경우 한 글자를 표현하기 위해 2바이트를 사용한다. 그렇다면 예를 들어100쪽 분량의 책을 1.44MB 디스켓에 담는다고 가정할 때 몇 장 정도의 디스켓이 필요한가를 모둠별로 계산해 보자. 단, 한 쪽당 글자수는 1000자로 가정한다. 병원에서 볼 수 있는‘심장 박동계’나 지진을 표시해 주는‘지진계’등은 대표적인 아날로그 신호를 사용하고 있는 예이다. 우리 주변에서 아날로그 신호가 사용되고 있는 예를 모둠별로 한 가지씩 조사해 그 특징을 발표해 보자.

28. 종합문제 일반적으로, 영문자는 1byte만으로도 표시가 가능하지만, 한글은 2byte가필요하다. 그렇다면 1MB의 용량을 가진 저장 장치엔 몇 자의 한글을 저장할 수 있을까?

29. 종합문제 다음 중 관련이 있는 내용만을 서로 연결해 보자.

30. 종합문제 (1000100010)2를 8진수로 변환해 보자. 모든 분야에서 아날로그(analog)가 디지털(digital)로 대체되고 있다. 디지털의 어떤 장점 때문에 이렇듯 변화되고 있는 것인지에 대해 조사해 보자.