[D+02] 이진시스템(Binary System) & Flow Chart

 

 

국비지원 D+02

-  이진시스템(Binary System) & Flow Chart -

 

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이진시스템(Binary System)

이진수에 대한(Binary) 규칙의 집합(System)

 

 진법

진법 : 수를 셈할 때 자릿수가 올라가는 기준으로 일반적으로 기수법이라는 표현으로도 쓰인다.

컴퓨터에서 사용하는 진법 : 2진법, 10진법, 16진법

 

→ 컴퓨터에서 3진법이나 5진법과 같은 다른 진법이 사용되지 않는 이유는 단순하게 쓸일이 없기 때문이다.

 

2진법 : 수를 표현하는데 필요한 수의 개수가 2개 이다. (0, 1)

8진법 : 수를 표현하는데 필요한 수의 개수가 8개 이다. (0 ~ 7)

10진법 : 수를 표현하는데 필요한 수의 개수가 10개 이다. (0 ~ 9)

16진법 : 수를 표현하는데 필요한 개수가 16개 이다. (0 ~9, A~F)

 

2진수

컴퓨터에서는 0과 1인 2진수로만 표현이 되는데 컴퓨터는 전기시스템으로 이루어져 있어 전기가 흐르거나 꺼졌을때 표현하는 방법이 1(ON)과 0(OFF)으로 표현되기 때문에 컴퓨터는 2진수로 표현되는 것이다.

 

진법변환

사람이 컴퓨터에게 27이라는 숫자를 전달하기 위해선 2진법으로 변환한 후 컴퓨터에게 전달해주어야 하며, 반대로 컴퓨터는 인간에게 11011이라는 수를 전달하기 위해서는 2진법을 10진법으로 표현해 전달해주어야 한다.

 

그렇기 때문에 우리는 진법을 변환하는 방법에 대해 이해할 필요가 있다.

 

 

컴퓨터에서의 숫자의 표현 - 2진수의 단점

• 2진수는 컴퓨터가 이해하기 편할 수 있을지 모르나 인간 입장에서는 너무 길다.

• 인간의 편리함을 위해 10진수를 사용하기엔 컴퓨터가 일일이 변환해야하며 오버헤드가 발생될 수 있다.

• 위의 2가지 문제점을 해결하기 위해 컴퓨터와 인간사이에 16진수를 사용한다.

• 16진수는 프로그래밍시에 일반적으로 0x 라는 prefix를 붙여준다.

 

컴퓨터에서의 숫자의 표현 - 단위

• bit : 하나의 비트는 0과 1의 값을 가질 수 있으며, 2개의 상태로 표현이 가능하다. ( 0 or 1 )

• byte : 8bit = 1byte

• Kilobyte : 1024byte = 1Kbyte

• Megabyte : 1024kbyte = 1Mbyte

• Gigabyte : 1024Mbyte = 1Gbyte

• Terabyte : 1024Gbyte = 1Tbyte

 

→ Kilo는 원래 10진 시스템에서 1000을 의미하지만 2진시스템에서는 1000과 가장 가까운 수 2¹⁰(1024)이므로 Kilo를 1024로 계산해야 한다.

 

비트를 통해 알아보는 Bus

메모리에 있는 데이터를 Bus를 통해서 CPU에 정보를 보내려고 한다.

이때 우리는 Bus에서 데이터를 보낼 때 조금씩 보내게 된다면 오랜 시간이 걸리게 되어 Bus의 가치가 떨어지게 될 것이다.

그렇기 때문에 빨리빨리 많은 양의 데이터를 한꺼번에 보낼 필요가 있는데 이때 중요한 것이 바로 Bus이다.

 

Bus는 설계시에 한방에 몇 비트씩 보낼수 있는가를 설계해두었으며, 16bit부터 32bit, 64bit의 데이터를 한꺼번에 보낼 수 있게 설계되어 있다.

하나의 Bus를 확대해서 본다면 64비트의 Bus의 경우 64개의 작은 선으로 이루어져 있다.

(더 나아가 128bit의 Bus도 존재한다고 한다)

 

이때, 버스의 비트가 64비트라면 운영체제도 이를 따라서 64비트로 맞춰주는 것이 좋다.

 

또한 여기서 궁금증이 있는데 이미지에는 메모리에 있는 4바이트의 데이터를 64비트짜리의 버스를타는데 좀더 큰 데이터 타입은 없을까?

정답은 있다.

버스에 한방에 실을 수 있는 데이터 블록을 하드웨어에서는 word라고하며, 소프트웨어에서는 Base DataType 또는 Primitive DataType이라고 한다.

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Flow Chart

• 프로그램을 만들기 전에 논리적으로 명령과정을 표현하는 도구 및 과정

• 문제를 해결하기 위한 과정및 흐름을 그림으로 표현

• 이러한 문제를 해결하기 위한 흐름을 로직이라고 함 ( Algorithm = Logic + Data)

 

 

예제 )

 Q1. 구구단 6단을 만드는 플로우 차트를 만들어 보시오.