제 1 강 : 자료 구조 개요 서울산업기술대학교 게임공학과김태환 C.P. 011-472-2969 MSN/ Penguri Entertainment Co, Ltd. All rights reserved.

자료구조의 의미와 중요성을 알아본다. 자료구조에서 다루는 내용을 알아본다. 컴퓨터 내부의 2 진수 코드 체계를 알아본다. 자료의 형태에 따른 자료 표현 형식을 알아본다.

프로그래밍 속에는 이런 것이 있습니다 ! 돈이 있고 집이 있고 차가 있고 여자 친구가 있습니다. 오늘 죽어라 공부하면, 내일 아침에 타워팰리스 한채 가 들어오고, 외제차가 생기고, 귀여운 여자친구가 생깁니다. => 조금 힘들다고 밤에 잠이 올까요 ? Copyright@2008 Penguri Entertainment Co, Ltd. All rights reserved

자료구조  자료구조란 자료를 효율적으로 사용하기 위해서 자료의 특성에 따라서 분류하 여 구성하고 저장 및 처리하는 모든 작업 [ 그림 1-1] 자료구조의 예

자료구조의 필요성  컴퓨터가 효율적으로 문제를 처리하기 위해서는 문제를 정의하고 분석하여 그에 대한 최적의 프로그램을 작성해야 하기 때문에 자료구조에 대한 개념과 활용 능 력을 필요로 한다. [ 그림 1-2] 문제해결 과정

자료구조의 내용 [ 그림 1-3] 자료구조의 내용

자료의 형태에 따른 분류 [ 그림 1-4] 자료구조의 형태에 따른 분류

디지털 시스템에서의 자료의 표현  숫자, 문자, 그림, 소리, 기호 등 모든 형식의 자료를 2 진수 코드로 표현하여 저장 및 처리  2 진수 코드 1 과 0, ON 과 OFF, 참 (True) 과 거짓 (False) 의 조합  2 진수 코드의 단위 [ 그림 1-5] 비트와 니블과 바이트

n 개의 비트로 2n 개의 상태수 표현  예 ) n=2 인 경우 [ 그림 1-7] n 개의 비트로 2n 개의 상태 표현 _ n=4 인 경우 [ 그림 1-6] n 개의 비트로 2n 개의 상태 표현 _ n=2 인 경우  예 ) n=4 인 경우

컴퓨터 내부에서 표현할 수 있는 자료의 종류 [ 그림 1-8] 컴퓨터 내부에서 자료를 표현하는 방법

10 진수의 표현 10 진수의 존 (Zone) 형식의 표현  10 진수 한자리를 표현하기 위해서 1 바이트 (8 비트 ) 를 사용하는 형식  존 영역 상위 4 비트 1111 로 표시  수치 영역 하위 4 비트 표현하고자 하는 10 진수 한자리 값에 대한 2 진수 값을 표시  존 형식의 구조 [ 그림 1-9] 존 형식의 구조

수치 영역의 값 표현 [ 표 1-1] 4 비트의 2 진수에 대한 10 진수 표현

여러 자리의 10 진수를 표현하는 방법  10 진수의 자릿수 만큼 존 형식을 연결하여 사용  마지막 자리의 존 영역에 부호를 표시양수 (+) : 1100 음수 (-) : 1101 존 형식으로 10 진수를 표현하는 예  +213  -213 [ 그림 1-10] 존 형식의 10 진수 표현 형식 111100101111000111000011 F2F1C(+)3 111100101111000111010011 F2F1D(-)3 213 213

팩 (Pack) 형식의 표현  10 진수 한자리를 표현하기 위해서 존 영역 없이 4 비트를 사용하는 형식  최하위 4 비트에 부호를 표시  양수 (+) : 1100  음수 (-) : 1101  팩 형식으로 10 진수를 표현하는 예  + 213  - 213 [ 그림 1-11] 팩 형식의 10 진수 표현 형식 0010000100111100 213C(+) 0010000100111101 213D(-)

2 진수의 정수 표현 n 비트의 부호 절대값 형식  최상위 1 비트 - 부호 표시 양수 (+) : 0 음수 (-) : 1  나머지 n-1 비트 – 이진수 표시  1 바이트를 사용하는 부호 절대값 형식의 예 1 비트 ← 7 비트 → 00 0 1 0 1 0 1 부호 21 의 절대값 1 비트 ← 7 비트 → 10 0 1 0 1 0 1 부호 21 의 절대값

1 의 보수 (1’ Complement) 형식  음수의 표현에서 부호 비트를 사용하는 대신 1 의 보수를 사용하는 방법  n 비트의 2 진수를 1 의 보수로 만드는 방법 n 비트를 1 로 한 이진수에서 변환하고자 하는 이진수를 뺀다. 예 ) 10 진수 21 을 1 의 보수로 만들기 (1 바이트 사용 )  1 바이트를 사용하는 1 의 보수 형식의 예 + 21  - 21 부호절대값형식의 양수 표현과 같음 1 1 1 1 1 1 1 1 - 0 0 0 1 0 1 0 1 ☜ 21 의 2 진수 값 1 1 1 0 1 0 1 0 ☜ 21 의 1 의 보수 00 0 1 0 1 0 1 ← 21 의 절대값 → 11 1 0 1 0 1 0 ← 21 의 1 의 보수 →

2 의 보수 (2’ Complement) 형식  음수의 표현에서 부호 비트를 사용하는 대신 2 의 보수를 사용하는 방법  n 비트의 2 진수를 2 의 보수로 만드는 방법 1 의 보수에 1 을 더해준다. 예 ) 10 진수 21 을 2 의 보수로 만들기 (1 바이트 사용 ) 1 바이트를 사용하는 2 의 보수 형식의 예 + 21  - 21 부호절대값 형식의 양수 표현과 같음  2 진수 정수의 세 가지 표현 방법에서 양수의 표현은 같고, 음수의 표현만 다르다. 1 1 1 1 1 1 1 1 - 0 0 0 1 0 1 0 1 ☜ 21 의 2 진수 값 1 1 1 0 1 0 1 0 + 1 ☜ 21 의 1 의 보수 1 1 1 0 1 0 1 1 ☜ 21 의 2 의 보수 00 0 1 0 1 0 1 ← 21 의 절대값 → 11 1 0 1 0 1 1 ← 21 의 2 의 보수 →

2 진수의 실수 표현 고정 소수점 표현  소수점이 항상 최상위 비트의 왼쪽 밖에 고정되어있는 것으로 취급하는 방법  고정 소수점 표현의 00010101 은 0.00010101 의 실수 값을 의미 부동 소수점 형식의 표현  고정 소수점 형식에 비해서 표현 가능한 값의 범위가 넓다.  실수를 부호와 지수, 소수의 세 부분으로 구분하여 표현  4 바이트를 사용하는 부동 소수점 형식 [ 그림 1-12] 4 바이트 부동소수점 표현 형식

문자자료의 표현  문자에 대한 이진수 코드를 정의하여 사용  문자에 대한 이진수 코드표 BCD 코드 EBCDIC 코드 ASCII 코드 BCD 코드  6 비트를 사용하여 문자 표현  상위 2 비트 : 존 비트  하위 4 비트 : 2 진수 비트  존 비트와 2 진수 비트를 조합하여 10 진수 0~9 와 영어 대문자와 특수문자를 표현  BCD 코드의 구성 [ 그림 1-13] BCD 코드의 구성

 [ 표 1-2] BCD 코드 표  예 ) 영문자 A 에 대한 BCD 코드 ☞ 010001 [ 표 1-2] BCD 코드 표

EBCDIC 코드  8 비트를 사용하여 문자 표현  상위 4 비트 : 존 비트  하위 4 비트 : 2 진수 비트  존 비트와 2 진수 비트를 조합하여 10 진수 0~9 와 영어 대문자 / 소문자와 특수문자 를 표현 EBCDIC 코드의 구성 [ 그림 1-14] EBCDIC 코드의 구성

 [ 표 1-3] EBCDIC 코드 표  예 ) 영문자 A 에 대한 EBCDIC 코드 ☞ 11000001 [ 표 1-3] EBCDIC 코드표

ASCII 코드  7 비트를 사용하여 문자 표현  상위 3 비트 : 존 비트  하위 4 비트 : 2 진수 비트  존 비트와 2 진수 비트를 조합하여 10 진수 0~9 와 영어 대문자 / 소문자와 특수문자 를 표현 ASCII 코드의 구성 [ 그림 1-15] ASCII 코드의 구성

 [ 표 1-4] ASCII 코드 표  예 ) 영문자 A 에 대한 ASCII 코드 ☞ 1000001 [ 표 1-4] ASCII 코드표

논리자료  논리값을 표현하기 위한 자료 형식 논리값  참 (true) 과 거짓 (false), 1 과 0  1 바이트를 사용하여 논리자료를 표현하는 방법 방법 1)  참 - 최하위 비트를 1 로 표시. 00000001  거짓 – 전체 비트를 0 으로 표시. 00000000 방법 2)  참 – 전체 비트를 1 로 표시. 11111111  거짓 – 전체 비트를 0 으로 표시. 00000000 방법 3)  참 – 하나 이상의 비트를 1 로 표시  거짓 – 전체 비트를 0 으로 표시. 00000000

포인터 자료  메모리의 주소를 표현하기 위한 자료 형식  변수의 주소나 메모리의 특정 위치에 대한 주소를 저장하고 주소연산 하기 위해 사용 문자열 (string) 자료  여러 문자로 이루어진 문자의 그룹을 하나의 자료로 취급하여 메모리에 연속적 으로 저장하는 자료 형식  하나의 문자열 자료에 포함된 부분문자열을 표현하는 방법 방법 1) 부분문자열 사이에 구분자를 두고 연속 저장하는 방법 방법 2) 가장 긴 부분문자열의 길이에 맞추어 고정 길이로 연속 저장 하는 방법 ( 배열 ) 방법 3) 부분문자열을 연속 저장하고 각 부분문자열에 대한 포인터 를 사용하는 방법 ( 포인터 )

부분문자열의 표현 예  표현할 문자열 : {COMPUTER, DATA STRUCTURE, STRING}  방법 1) 구분자를 사용하는 표현 : 구분자로 세미콜론 (;) 사용  방법 2) 고정길이를 사용하는 표현 [ 그림 1-17] 고정 길이로 저장하는 방법 _ 방법 2 [ 그림 1-16] 구분자를 사용하여 저장하는 방법 _ 방법 1

부분문자열의 표현 예  방법 3) 포인터를 사용하는 표현 [ 그림 1-18] 포인터를 사용하여 저장하는 방법 _ 방법 3

부분 문자열 표현 방법의 비교 [ 표 1-5] 문자열 표현 방법 비교

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