목차
- 비트(bit)와 바이트(byte)
- 비트(bit)와 바이트(byte)의 활용
- 컴퓨터는 아날로그 신호인 소리를 어떻게 디지털로 저장할까?
- 컴퓨터의 CPU는 1초에 몇 개의 bit(0과 1)를 처리할 수 있을까?
비트(bit)와 바이트(byte)
비트(bit)는 0과 1, 두가지 값만 가질 수 있는 측정 단위이다.
즉 2진법으로 표현된 수에서 각각의 자릿수 하나를 비트라고 한다.
그러므로 사진 맨 윗줄의 00110101은 8개의 비트가 줄 세워져 있다고 볼 수 있다.
바이트(byte)는 비트 8개의 비트열이라고 생각하면 된다.
즉 1byte = 8bit 인 것이다.
한 바이트에는 8개의 비트가 있으므로, 한 바이트에서 표현될 수 있는 경우는 2×2×2×2×2×2×2×2=256 가지 이다.
비트(bit)와 바이트(byte)의 활용
비트는 데이터를 처리, 저장, 전송할 때 사용되고, 특히 인터넷 및 포트 속도와 같은 데이터 인터페이스 속도를 설명하는 데 쓰인다.
초당 비트 수(bps 또는 b/s)는 일정 기간 동안 인터페이스가 전송할 수 있는 데이터 양을 나타내는 데에 사용된다.
바이트는 컴퓨터에서 볼 수 있는 파일 크기 뿐 아니라 메모리 단위 성능, 저장 장치 용량 및 전송 속도에서 거의 모든 곳에서 사용된다.
인터페이스는 다른 장치와 시스템 사이의 다리 일뿐이지만 장치 자체는 전체 바이트만 사용하여 작동해야한다.
컴퓨터는 아날로그 신호인 소리를 어떻게 디지털로 저장할까?
아날로그를 디지털로 수치화 하는 것을 ADC(Analog to Digital Converter)라고 한다.
반면, 디지털을 다시 아날로그 신호로 변환하는 것을 DAC(Digital to Analog Converter)이라고 한다.
그러므로 아날로그 신호를 디지털로 저장하는 방법은 ADC 이고, ADC의 과정은 표본화(Sampling), 양자화(Quantization), 부호화(Coding) 이다.
표본화는 아날로그 신호를 일정한 시간을 간격으로 측정하는 과정이다.
위의 그림처럼 일정 시간을 간격으로 아날로그에서 측정되는 값을 점으로 찍어 그래프로 나타낸 것이다.
양자화는 표본화에서 찍힌 점들(아날로그 데이터)을 이어나가는 과정이다.
이때 아날로그 데이터를 수치화 할 수 있는 값으로 근사하여 그래프로 나타낸 것이다.
즉 아날로그 데이터를 컴퓨터가 사용할 수 있도록 근접한 값을 생성하는 것이다.
부호화는 양자화에서 생성된 근접 값들을 이진수로 변환하는 과정이다.
그렇기 때문에 위의 그림처럼 각각의 값들이 00, 01, 10, 11 등의 이진수로 변환된 것을 확인할 수 있다.
컴퓨터의 CPU는 1초에 몇 개의 bit(0과 1)를 처리할 수 있을까?
이 질문에 답하기 전에, 우선 Hz(헤르쯔)에 대해 알고 갈 필요가 있다.
Hz는 컴퓨터의 속도를 나타낼 때 주로 쓰이는 것인데, 전파(주파수)의 한 사이클이라고 생각하면 된다.
Hz가 높을수록 컴퓨터의 속도는 빨라지며, 그만큼 처리하는 비트의 양도 많아진다.
| Hz 종류 | 처리하는 비트의 양 |
| 1Hz | 1 개 |
| 1KHz | 1,000 개 |
| 1MHz | 1,000,000 (백만)개 |
| 1GHz | 1,000,000,000 (10억)개 |
CPU의 속도는 클럭으로 표현한다.
여기서 클럭은 1초에 정보를 처리하는 횟수를 말하고, 위에서 언급한 Hz 단위로 나타낸다.
그러므로 클럭(Clock) = CPU가 1초에 일을 처리하는 횟수 = Hz 이다.
내 컴퓨터로 CPU가 1초에 비트를 얼마나 처리하는 지 확인해보면,
1.60 Ghz이라는 프로세서 기본 주파수를 가지고 있기 때문에, 1.60 × 10억 = 16억개의 비트를 1초에 처리하고 있는 것이다.
위 글은 edwith 사이트의 <cs50> 강의 시청과
부스트 코딩 뉴비 챌린지 2020 활동 팀원들과 토론을 통해 공부한 내용을 작성한 것 입니다.
내용상 오류가 있다면 댓글로 적어주세요. 🖐
2020/07/23 - [Life/2020] - [대외활동] 부스트 코딩 뉴비 챌린지 2020
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기간 2020 / 07 / 10 ~ 2020 / 08 / 28 동기 저번에 빅데이터 전문가 자격증을 공부하고 나서 컴퓨터 기초 지식을 공부할 필요성을 느꼈다. 그래서 공부할 방법을 알아보다가 부스트 코딩 뉴비 챌린지 202
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