2 Chapter 자료 표현 및 연산 이렇게 준비하세요.

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1 2 Chapter 자료 표현 및 연산 이렇게 준비하세요.
이렇게 준비하세요. 기사를 준비하는 수험생은 자료 표현보다는 연산에 관한 문제가 더 많이 출제되니 그쪽에 치중하고, 산업기사를 준비하는 수험생의 경우는 자료 표현 및 연산이 가장 많이 출제되는 부분이니 전반적으로 준비해야 합니다. 자료 표현 및 연산

2 POINT5 자료의 표현 단위와 표현 방식 (1) 자료 표현의 단위 비트 (Bit , Binary Digit)
• 컴퓨터 기억의 최소 단위이다. • 이진 자료(0 또는 1) 하나를 표현한다. 니블 (Nibble) • 4개의 비트가 모여 1개의 니블을 구성한다. • 16진수 한 자리를 표현한다. 바이트 (Byte) • 문자 표현의 최소 단위이다. • 8개의 비트가 모여 1바이트를 구성한다. • 주소 지정의 단위로 사용한다. 워드 (Word) • 컴퓨터가 한 번에 처리할 수 있는 명령 단위이다. • 하프워드(Half Word)：2Byte • 풀 워드(Full Word)：4Byte • 더블워드(Double Word)：8Byte 필드 (Field) • 파일 구성의 최소 단위이다. • 아이템(Item), 항목이라고도 한다. 레코드 (Record) • 1개 이상의 관련된 필드가 모여서 구성된다. • 컴퓨터 내부의 입·출력 처리 단위이다. • 일반적으로 레코드는 논리 레코드(Logical Record)를 의미한다. 블록 (Block) • 1개 이상의 논리 레코드가 모여서 구성된다. • 물리 레코드(Physical Record)라고도 한다.

3 (2) 자료의 표현 방식 수치 파일 (File) • 같은 종류의 여러 레코드가 모여서 구성된다.
• 프로그램 구성의 기본 단위이다. 데이터베이스(Database) 1개 이상의 관련된 파일의 집합이다. (2) 자료의 표현 방식 수치

4 (3) 자료의 내부적 표현 문자 고정 소수점(Fixed Point) 표현 방식 • 10진 연산
- 10진수 1자리를 2진수 4자리로 표현한다. - 부호비트：음수 D, 양수 C

5 부동 소수점(Floating Point) 표현 방식
• 2진 연산 - 10진수 전체 값을 2진수로 변환하여 표현한다. - 음수 표현 방법 부동 소수점(Floating Point) 표현 방식 • 고정 소수점 표현보다 매우 작은 수와 매우 큰 수의 표현에 적합하다. • 표현의 정밀도를 높일 수 있으며, 과학이나 공학, 수학적인 응용에 주로 사용된다. • 음수를 나타내는 방법 중 지수는 부호에 관계없이 기본값에 더한다. • 형식 자료의 내부적 표현 • 부동 소수점 연산 종류 ① 단정도(Single Precision)：32bit 구분 표현 방법 표현 범위 부호 및 크기(절대치) 양수 표현에서 부호 비트 0을 1로 변환 - (2n-1-1) ~ + (2n-1-1) 부호화 1의 보수 양수 표현에서 1의 보수 표현으로 변환 부호화 2의 보수 양수 표현에서 2의 보수 표현으로 변환 - (2n-1) ~ + (2n-1-1)

6 부동 소수점의 덧셈과 뺄셈 순서 부동 소수점의 곱셈 알고리즘 부동 소수점의 나눗셈 알고리즘
② 배정도(Double Precision)：64bit 부동 소수점의 덧셈과 뺄셈 순서 • 부동 소수점 수는 가수의 소수점의 위치가 지수에 의해 결정되므로, 다음과 같이 먼저 두 수의 지수가 같도록 가수를 조작한 후에 덧셈 혹은 뺄셈을 수행한다. - 0인지의 여부를 조사한다. - 지수 조정(지수 부분이 큰 것을 중심으로 가수의 위치를 조정함)한다. - 가수의 덧셈 혹은 뺄셈을 계산한다 결과를 정규화한다. 부동 소수점의 곱셈 알고리즘 • 0인지 여부를 조사한다. • 지수의 합계를 계산한다. • 가수의 곱셈을 계산한다. • 결과를 정규화한다. 부동 소수점의 나눗셈 알고리즘 • 0(ZERO)인지의 여부를 조사한다 • 레지스터를 초기화시키고 부호를 결정한다. • 피제수를 위치 조정한다 • 지수의 뺄셈을 한다. • 가수의 나눗셈을 한다 • 결과를 정규화한다.

7 (4) 자료의 외부적 표현

8 • 3-초과 코드(Excess-3 Code) - BCD 코드에 3(=0011)을 더한 것과 같다.

9 자료의 외부적 표현 - 오류 검출 및 교정 코드 • 패리티 검사 코드(Parity Check Code)
- 전송된 코드의 오류(Error)를 검사하기 위해 데이터 비트 외에 1비트의 패리티 체크 비트를 추가한다. - 기수(Odd, 홀수), 우수(Even, 짝수) 체크에 사용될 경우도 있다. - 1비트의 오류만 검출 가능하다.

10 • 해밍 코드(Hamming Code) - 자기 정정 부호의 하나로 비트 착오를 검출해서 1bit 착오를 검출해 정정하는 부호 방식이다. - 2비트의 오류를 검출하고, 1비트의 오류를 교정할 수 있다. - 1, 2, 4, 8, 16 ~ 번째 비트에 패리티 비트를 삽입한다. • 해밍 거리 - 전송 오류로 인해 송신, 수신 데이터의 값이 다른 비트의 수를 해밍 거리라 한다. 1 2 3 4 5 6 7 p1 p2 8 p3 •

11 에러 검출：해밍 코드, 패리티 검사, Biquinary
가중치 코드 • BCD 코드(8421 코드) - 10진수 1자리를 2진수의 4비트로 표현하는 기법이다. - 대표적인 가중치 코드이다. 비가중치 코드 • 3초과 코드 코드에 10진수 3을 더해서 만든다. - 보수를 간단히 얻을 수 있는 장점이 있다. 자기 보수 코드：3초과 코드, 2421, 에러 검출：해밍 코드, 패리티 검사, Biquinary

12 POINT6 진법 변환 (1) 진법 변환 10진수 → 2진수/8진수/16진수
• 정수 부분：변환할 진수로 더 이상 나눠지지 않을 때까지 나누고, 나머지를 역순으로 표시한다. → 8421code 사용 • 소수 부분：소수 부분이 0 또는 반복되는 수가 나올 때까지 변환할 진수로 곱하기를 반복하면서 결과의 정수 부분만 차례대로 표시한다.

13 2진수/8진수/16진수 → 10진수 - 정수 부분과 소수 부분의 각 자리 값에 자리의 지수 승을 곱한 결과 값을 모두 더한다.

14 • 2진수 → 8진수/16진수2진수 3자리/4자리를 8진수/16진수 1자리로 표현한다.
• 8진수 → 2진수8진수 1자리를 2진수 3자리로 표현한다.

15 • 8진수 → 16진수8진수를 2진수로 변환 후 2진수를 16진수로 표현한다.
• 16진수 → 2진수16진수 1자리를 2진수 4자리로 표현한다. • 16진수 → 8진수16진수를 2진수로 변환 후 2진수를 8진수로 표현한다.

16 (2) 보수 보수의 개념 • 각 자리 숫자에 대해 N + N’= r일 때, N’을 N에 대한 r의 보수(Complement)라고 한다. 보수의 변환 • 1의 보수 계산：2진수 각 자리를 1 → 0, 0 → 1로 변환한다. • 2의 보수 계산：1의 보수에 +1을 더한다.

17 보수를 이용한 뺄셈 보수 표현이 2의 보수를 더 널리 사용하는 이유
• A-B는 A+(-B)이므로 B의 보수를 구한 뒤 덧셈으로 뺄셈을 수행한다. • 10진법의 계산 결과를 2진수로 변환한 뒤 r의 보수를 구한다. 보수 표현이 2의 보수를 더 널리 사용하는 이유 • 표현할 수 있는 수의 개수가 하나 더 많기 때문이다.

18 3 Chapter 명령어 및 프로세서 이렇게 준비하세요.
이렇게 준비하세요. 명령어의 구성 및 개념, 명령어 형식, 주소 지정 방식, 메모리 용량에 따른 레지스터 크기 계산은 완벽하게 할 수 있도록 연습하고 간단한 암기로 맞출 수 있는 부분은 놓치지 않도록 학습하기 바랍니다. 명령어 및 프로세서

19 POINT8 명령어와 주소 지정 방식 (1) 명령어(Instruction)의 설계

20 (2) 명령어 형식 0-주소 명령어 • Operand부가 0개로 구성되며, 연산의 결과는 스택에 기록된다. 1-주소 명령어
(2) 명령어 형식 0-주소 명령어 • Operand부가 0개로 구성되며, 연산의 결과는 스택에 기록된다. 1-주소 명령어 • Operand부가 1개로 구성되며, 연산의 결과는 Operand1에 기록된다. • 하나의 Operand가 누산기 속에 포함되고, 연산 결과가 항상 누산기에 저장된다.

21 2-주소 명령어 • Operand부가 2개로 구성되며, 연산의 결과는 Operand1에 기록된다. • 계산 결과를 시험할 필요가 있을 때 계산 결과가 기억 장치에 기억될 뿐 아니라 중앙 처리 장치에도 남아 있어서 중앙 처리 장치 내에서 직접 시험이 가능하므로 시간이 절약된다. 3-주소 명령어 • Operand부가 3개로 구성되며, 연산의 결과는 Operand3(범용 레지스터)에 기록된다. • 연산 후에 입력 자료가 변하지 않고 보존된다. • 프로그램의 길이가 짧아지지만, 한 개의 명령을 수행하려면 4번 이상 기억 장소에 접근해야 하므로 전체적인 수행 시간이 길어진다.

22 5 Chapter 이렇게 준비하세요. 다른 과목에서도 다루어지는 분야이므로 생소하거나 이해가 어려운 부분은 아닙니다. 따라서 완벽한 준비를 목표로 준비하세요. 기억 장치

23 POINT11 기억 장치 (1) 기억 장치 사용 용도에 따른 분류

24 (2) 주기억 장치 기억 장치의 특성 결정 요소 주기억 장치(Main Memory)의 개념 주기억 장치의 종류
• 접근 시간(Access time) = 탐색 시간(Seek Time) + 대기 시간(Latency Time) + 전송 시간 (Transmission Time) • Cycle Time ≧ Access Time • 대역폭(Bandwidth)：기억 장치를 연속적으로 액세스할 때 초당 처리할 수 있는 비트 수를 말한다. (2) 주기억 장치 주기억 장치(Main Memory)의 개념 • CPU가 직접 접근하여 처리할 수 있는 기억 장치이다. • 현재 수행 중인 프로그램 및 데이터를 저장한다. 주기억 장치의 종류 • 자기 코어 - 도넛 모양의 자성 물질을 사용하고 크기가 작을수록 속도가 빠르고 전력 소모가 적다. - 기억원리는 고리의 중심부를 통과하는 선에 전류를 흘리면 플레밍의 오른손 법칙 (Fleming’s Right Hand Law)에 따라 전류의 방향에 대하여 오른쪽으로 자화 됨을 이용하는 것. • ROM(Read Only Memory) - 읽기만 가능하다. -제조사 제공 메모리다 - 비휘발성 메모리이다.

25 • RAM(Random Access Memory) - 읽고 쓰기가 자유롭다. - 휘발성 메모리이다. - 사용자 메모리다. 구분
Mask ROM 제조 과정에서 프로그램되어 생산되며, 한 번 수록된 데이터는 수정할 수 없다. PROM(Programm able ROM) 사용자가 한 번만 내용을 기입할 수 있지만, 지울 수 없다. EPROM (Erasable PROM) 이미 기억된 내용을 자외선을 이용하여 지우고 다시 사용이 가능하다. EAROM(Erasable Alterable ROM) 전기적 특성을 이용하여 기록된 정보의 일부를 변경할 수 있다. EEPROM (Electronic EPROM) 전기적 특성을 이용하여 기록된 정보를 여러 번 지우고 다시 사용 가능하다. • RAM(Random Access Memory) - 읽고 쓰기가 자유롭다. - 휘발성 메모리이다. - 사용자 메모리다. 구분 동적 램(DRAM) 정적 램(SRAM) 구성 소자 콘덴서 플립플롭 특징 주기적인 재충전(Refresh) 필요 전원이 공급되는 동안 기억 내용 유지 접근 속도 느림 빠름 집적도 높음 낮음 가격 용도 일반 주 기억 장치 캐시 메모리

26 단위 2의 승수 표현 Byte 표현 K(Kilo) 1024Byte M(Mega) 1,048,576Byte G(Giga)
T(Tera) 1,099,511,627,776Byte