2. 데이터

2-1. 숫자 표현

1) 정보 단위

• Bit, 비트

  • 0과 1로 두 가지 정보를 표현할 수 있는 가장 적은 정보 단위
    • ex. 꺼짐(0) / 켜짐(1)
  • n 개의 비트로 2n 개의 정보 표현
  • 비트 이상의 단위
    • Byte, 바이트
      • 1 byte = 8 bit
      • 28 = 256 개의 정보
    • kB, 킬로바이트
      • 1 kilobyte = 1000 byte
    • MB, 메가바이트
      • 1 megabyte = 1000 kilobyte
    • GB, 기가바이트
      • 1 gigabyte = 1000 megabyte
    • TB, 테라바이트
      • 1 terabyte = 1000 gigabyte

• 워드, word

  • CPU가 한 번에 처리할 수 있는 데이터 크기
  • half word, full word, double word로 구분
    • ex. x86 64 bit
      • half word = 32 bit
      • full word = 64 bit
      • double word = 128 bit

2) 이진법

• 이진수 : 0과 1로 표현한 수

  • 한 자리가 1보다 커질 때마다 자리 수 증가
    • 일상 상활의 수 체계 : 십진법, 십진수
  • 접두사 0b 또는 아래첨자 (2)로 구분

• 이진법 음수 표현

  • 2의 보수
    • 어떤 수를 그보다 큰 2n에서 뺀 값
    • 1의 보수 : 모든 자리 수를 뒤집은 형태 ( 0 => 1, 1 => 0)
    • 2의 보수 : 1의 보수 + 1
    • 한계 : 0, 2n의 값의 음수 구할 수 없음
  • 플래그
    • 해당 이진수가 양수인지 음수인지 구분하기 위한 정보

3) 십육진법

• 십육진법
  • 한 자리에 16개 정보 표시
    • 0~9, A~F (10~15)
  • 이진수에 비해 더 적은 자릿 수로 정보 표현 가능
  • 접두사 0x 또는 아래첨자 (16)로 구분
• 이진수와의 변환
  • 십육진수 1자리 = 4자리 이진수
    • ex. 0x1A2B = 0b 0001 1010 0010 1011
  • 이진수 4자리 = 십육진수 1자리
    • ex. 0b 1010 0100 = 0xA4

2-2. 문자 표현

1) 문자 집합과 인코딩

• 문자 집합
  • 컴퓨터가 인식하고 표현할 수 있는 문자의 모음
• 문자 인코딩
  • 문자를 이진수 코드화
• 문자 디코딩
  • 이진수 코드를 사람이 이해할 수 있는 문자로 변환

2) 아스키 코드

• ASCII, American Standard Code for Information Interchange
  • 초창기 문자 집합
  • 영어 알파벳, 아라비아 숫자, 일부 특수 문자 포함
  • 7비트(128개)의 문자 표현 + 1비트 패리티 비트(오류 검출)
  • 코드 포인트(Code Point) : 글자에 부여된 고유한 값
    • 'A' = 65 / 'a' = 97
• 확장 아스키
  • 문자 표현 범위를 8비트로 증가(256개)

3) EUC-KR

• 영어권 이외의 문자를 인코딩 하기 위한 방식
• 한글 인코딩의 특징
  • 한글 음절의 구조 : 1음절 = 초성 + 중성 + 종성
  • 구분
    • 완성형 인코딩 : 하나의 음절 형태에 코드 부여
    • 조합형 인코딩 : 초성, 중성, 종성에 각각 비트열 할당
• EUC-KR의 한글 인코딩 방식
  • 완성형 인코딩
  • 1음절 = 2바이트
  • 한계 : 문자 집합에 정의되지 않은 조합 존재
    • MS CP949에서 확장되었으나 여전히 한계 존재

4) 유니코드와 UTF-8

• 유니코드 : 각 언어마다 다른 인코딩 방식을 두는 것이 아닌 표준 문자 집합
• 코드 포인트를 인코딩 값으로 사용하는 것이 아닌 UTF-8, -16, -32로 구분하여 인코딩

참고자료

📚강민철, 『혼자 공부하는 컴퓨터 구조 + 운영체제』, 한빛미디어, 2022.
📹유튜브 공식 강의 4강
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