Computer Science

정보의 압축 1. 압축의 필요성 과거에 음악을 저장하기 위해서는 CD를 사용했었다.압축하지 않은 음악이 3분, 44,100HZ, 16비트, 스테레오 파일인 경우 31MB의 용량을 가진다. CD별로 다르긴 하지만, CD가 700MB의 저장용량을 가지고 있다 할 때 압축을 하지 않은 음악을 저장하기에는 음악 1개당 약 31MB정도 하므로, CD 1개당 23곡 밖에 저장하지 못한다. 이와 마찬가지로 영상을 저장하는 저장매체로서 DVD가 주로 사용되었는데, DVD의 용량이 4.7GB라 할 때 압축하지 않은 영상은 예시로 90분, 1920X 1080 해상도 30프레임, 32비트 흑백인 경우 1,251GB로 DVD에 저장조차 할 수 없다. 정보를 효율적으로 저장하기 위해서는 저장매체의 기술 발전 또는 데이터 압축이..

파이프라이닝 ( Pipelining) 1. CPU 개요 ( CPU Overview) 중앙 처리 장치( CPU)는 컴퓨터 시스템을 통제하고 프로그램의 연산을 실행 또는 처리하는 컴퓨터의 제어장치이다. 중앙 처리 장치( CPU)는 프로그램의 명령어를 해석하고 연산하고, 외부로 출력하는 역할을 한다. 중앙 처리 장치( CPU)의 기본 구성으로는 처리할 명령어를 저장하는 프로세스 레지스터, 비교, 판단, 연산을 담당하는 산술논리연산장치(ALU), 내부버스, CPU를 제어하는 제어부 등이 존재한다. CPU에서 동작하는 파트를 나누면 왼쪽 사진과 같이 나눠볼 수 있다. 해당 부분들이 한 싸이클 작동하면 한 번의 동작을 한다고 가정했을 때, CPU가 여러가지 일을 처리할 때 한 사이클씩 작동한다면 , ALU가 작동하..

정보의 형태 정보의 형태에는 음성, 문서, 사진, 동영상 등 다양한 것들이 포함될 수 있다. 이 중 신호는 "정보를 통신로에 맞는 형식으로 변환한 물리적인 양"으로서 2가지로 분류할 수 있다. 신호는 아날로그 신호와 디지털 신호로 나누어 볼 수 있는데 각각의 정의와 차이점을 비교해 보도록 하자. 1. 아날로그 아날로그는 " 어떤 수치를 '길이', '각도' 또는 '전류'와 같이 외부적인 원인에 의해 연속적으로 변하는 물리량으로 나타내는 것"이며, 아날로그 신호는 사람이 말하는 것과 같이 시간적으로 연속적인 값을 갖는 신호를 뜻한다. 아날로그에서 가장 중요한 것은 연속적인 값을 가진다는 것이다. 예를 들어 사람의 목소리와 같은 자연의 소리들은 대게 아날로그 신호라고 볼 수 있다. 아날로그 신호는 통신에서도 ..

디지털 신호에서는 정보표현을 2진수로 한다. 왜 사람이 많이 사용하는 10진수가 아닌 2진수로 정보를 표현할까? 이에 대한 궁금증을 해결하기 위해서는 부울대수학과 NAND게이트 그리고 전압에 대한 이해가 필요하다. 부울대수학 부울 대수학 1849년 George Boole이 개발한 개념으로 논리학을 형상화 하기위해 만들어졌다. 0과 1의 표현으로 이루어져있으며 논리합, 논리곱, 부정의 연산이 정의된 대수 구조이다. 연산으로는 크게 AND, OR, XOR, NOT으로 이루어져있다. 조합논리와 순차논리는 위의 AND, OR, XOR, NOT 연산을 통해 구현 가능하다. 조합논리는 현재입력에 따라 출력값이 항상 일정하게 결정되는 논리회로로 가산기가 이에 포함된다. 순차논리는 현재입력값 뿐만 아니라 이전 입력값 ..

Unsigned와 Signed의 차이점 Unsigned : 부호가 없는 수 ( 양수와 음수의 구분이 없다.) Signed: 부호가 있는 수 ( 양수와 음수를 구분한다.) Unsigned는 부호가 없는 수로 1101 0011인 경우 10진수로 211을 의미한다. 직관적으로 8비트가 있는 경우, Unsigned는 0부터 255까지의 수의 표현이 가능하다. Signed는 양수의 경우 Unsigned와 똑같다. 하지만 음수의 경우 여러가지 표현 법이 존재하는데, 표현법 모두 맨앞비트는 부호비트로 활용하여 실제 데이터를 표현할 수 있는 비트는 7비트로 부호비트표현 방법과 1의 보수 체계 방법의 경우 -127 ~ +127까지 표현 가능하고, 2의 보수 체계 방법일 때 8비트는 -128 ~ +127까지 표현이 가능하..