부스트코스가 제공하는 "모두를 위한 컴퓨터 과학" 강좌를 수강하고 배운 점을 정리해보았다.

1. Computer Science(CS)

컴퓨터 과학은 문제 해결에 대한 학문이다.

문제 해결이란 Input(입력)을 전달받아 Output(출력)을 만들어내는 과정 이다. 그 중간에 있는 과정이 컴퓨터 과학이다.

2. 정보 표현 방식

1) 이진법

이러한 입력과 출력을 표현하기위해서는 약속(표준)이 필요하다. 컴퓨터 세계는 0과 1만이 존재하는 이진법을 표현 방법으로 사용한다. 이진법은 전기를 통해 연산하는, 즉 전기를 켜고 끄는 방식으로 작동하는 컴퓨터에 적합한 방법이다.

컴퓨터에는 굉장히 많은 스위치(트렌지스터)가 있고, 스위치의 on/off 상태를 통해 0과 1을 표현한다. 스위치가 꺼진 상태는 0을, 켜진 상태는 1을 표현한다.

2) 정보의 단위 bit, byte

컴퓨터는 2진법에서 하나의 자릿수를 표현하는 단위를 비트(bit)라 한다. 이 비트를 통해 컴퓨터는 많은 양의 정보를 저장할 수 있다. 한개의 비트로는 매우 한정적인 정보를 가질 수 있는데,,,어떻게 문자, 그림, 영상같은 정보를 표현할까??
바로 여러개의 비트인 비트열로 여러가지 숫자조합을 만드는 것이다.

byte는 8개의 비트로 이루어져있다. 한개의 비트당 0또는 1의 정보를 나타낼 수 있기 때문에, 2^8=256가지의 서로 다른 바이트를 표현할 수 있다. 이 하나의 바이트는 알파벳 하나를 표시할 수 있다.

3) ASCII

알파벳과 같은 문자를 숫자로 표현할 수 있도록 정해진 표준 중 하나가 바로 ASCII(아스키코드/American Standard Code for Information Interchange)이다.

H i
72 73
01001000 01001001

즉"Hi"를 컴퓨터로 출력하고 싶으면, 72 73의 2진법으로 표현한 값인 01001000 01001001 을 입력하면 된다.

ASCII는 영어 대소문자만 표현할 수 있다는 한계를 갖는다. 그래서 나타난 표준이 Unicode이다. 유니코드는 영어 외 다른 언어, 수학기호, 이모티콘등을 나타낼 수 있는 문자 인코딩 표준이다.

4) 그림, 영상, 음악의 표현

문자와 같이 그림, 영상, 음악도 숫자로 표현 할 수 있다!

컴퓨터의 그림을 자세히 보면 수많은 점인 pixel로 이루어져있다. 이 pixel은 사실 3가지의 정보를 담고있다. 색상은 빨강(R), 초록(G), 파랑(B)의 값을 조합하여 나타낼 수 있고, 각 pixel은 R, G, B값을 가지고 있다. 물론 RGB값은 숫자이다. 예를 들어 노란색을 RGB로 표현하면 (72,72,33)이다.

영상 또한 수많은 그림을 빠르게 연속적으로 붙여놓은 것이기 때문에 이 또한 숫자로 표현 가능하다. 음악도 마찬가지로 음표를 숫자로 나타낼 수 있다.

이와 같이 컴퓨터는 정보를 이진법으로 주고 받는다.

+)
byte가 모이면 아래와 같이 더 큰 단위가 될 수 있고, 문자뿐 아니라 그림, 영상, 음악도 표현할 수 있다.