Information Technology / [Hardware] 1. Expression of Information
1. Expression of Information
Units of Information
컴퓨터의 내부에서는 모든 정보는 전기신호의 ON과 OFF와 같은 2개의 값으로 다뤄지기 때문에 이것을 일반적으로 2진수의 1과 0에 대응시켜 표현하고 있다. 컴퓨터에서 다루는 최소의 정보량의 단위를 비트(bit)라고 하며, 2진수 1자리에 상당한다. 또한, 비트 8개를 모은 것을 바이트(Byte)라고 하며, 2진수 8자리에 상당한다. 바이트는 정보량의 기본단위가 된다.
예를 들어, 10001111는 1바이트(=8비트)의 정보량이며, 이와 같은 1과 0의 나열을 비트 패턴이라고 부를 때도 있다.
Relationship between the number of Bits and the amount of Information that can be Expressed
1비트로 표현할 수 있는 정보량은 0과 1의 2(=$2^1$)가지, 2비트로는 00 01 10 11의 4(=$2^2$)가지, 3비트로는 000 001 010 011 100 101 110 111의 8(=$2^3$)가지이다.
일반적으로 $n$비트로는 $2^n$가지의 정보를 표현하는 것이 가능하다.
Prefixes used to Express the amount of Information
컴퓨터가 다루는 정보량은 방대하다. B(바이트) 전에 10의 정수 제곱 배로 표현하는 접두어인 k(킬로), M(메가), G(기가), T(테라)가 사용된다. “이번 달의 휴대폰 데이터 사용량은 XXG바이트”등으로 사용된다.
| 접두어 | 의미 |
|---|---|
| k(킬로) | $10^3$배($\fallingdotseq 2^{10}$) |
| M(메가) | $10^6$배($\fallingdotseq 2^{20}$) |
| G(기가) | $10^9$배($\fallingdotseq 2^{30}$) |
| T(테라) | $10^{12}$배($\fallingdotseq 2^{40}$) |
*1k = 1,024 ($2^{10}$)으로 나타낼 때도 있다.
Prefixes used to Express Time
컴퓨터의 처리속도가 굉장히 빨라졌다. 여기서 S(초) 전에 10의 정수 제곱 배를 나타내는 접두어 m(밀리), µ(마이크로), n(나노), p(피코)가 사용된다.
| 접두어 | 의미 |
|---|---|
| m(밀리) | $10^{-3}$배 |
| µ(마이크로) | $10^{-6}$배 |
| n(나노) | $10^{-9}$배 |
| p(피코) | $10^{-12}$배 |
Calculate Exponential
정보량이나 시간을 계산할 때에 도움되는 것이 지수 공식이다. 주요한 공식을 외워두는 편이 좋다. 아래의 $m$, $n$이 양의 정수일 때
$a^m \times a^n = a^{m+n}$
$a^m \div a^n = a^{m-n}$ ($a\neq0$, $m> n$일 때)
$(a^m)^n = a^{mn}$
$a^0 = 1$ ($a\neq0$일 때)
$a^{-n} = {1\over{a^n}}$ ($a\neq0$, $n>0$일 때)
예를 들어, $2^3 \times 2^4 = 2^{3+4} = 2^7$이 된다.
$a^{1/2}$는 어떤 수가 될까 생각해보자. 2제곱해 보면 $(a^{1/2})^2 = a^{1/2\times2} = a$ 즉 $a^{1/2}$란 2제곱하면 $a$가 되는 $\sqrt{a}$인 것이다.
Character Code
컴퓨터 내부는 0과 1의 2진수로 표현되어있다. 그럼에도 불구하고 컴퓨터가 문자를 다룰 수 있는 것인 문자 하나에 0과 1의 2진수로 표현시킨 식별번호를 할당하기 때문이다. 식별번호의 할당 방식을 문자코드라고 한다.
예를 들어 문자 가는 EUC-KR으로는 10110000 10100001, Unicode (UTF-8)로는 11101010 10110000 10000000이 된다.
메일 등에서 “문자 깨짐”이라는 현상이 일어날 때가 있는데 이것은 작성자가 사용한 문자코드와 다른 문자코드를 적용한 것이 원인이다. 대표적인 문자코드는 다음과 같다.
| 명칭 | 개요 |
|---|---|
| ASCII 코드 | 영숫자와 특수문자 |
| EUC | UNIX나 Linux등에서 이용되는 문자코드. 한글로는 EUC-KR, 일본어로는 EUC-JP 등이 있다. |
| Unicode | 전세계 모둔 문자를 하나의 체계로 표현하는 코드. UTF-8은 Unicode의 부호화방식(문자 쓰기법)의 하나이다. |