[CS50]「1」 컴퓨터, 진수, 가상 현실/증강 현실, 인공지능

[CS50]「1」 컴퓨터, 진수, 가상 현실/증강 현실, 인공지능

> 「1」 컴퓨터와 컴퓨팅

「2」 알고리즘 기초

「3」 프로그래밍 기초

 

> 1. 하드웨어

> 2. 기억장치

> 3. 비트와 바이트

> 4. 2진수

> 5. ASCII 코드

> 6. 16진수

> 7. 이미지

> 8. 가상현실과 증강현실

> 9. 인공지능

1. 하드웨어

○ 컴퓨터를 물리적으로 구성하는 요소, 컴퓨터의 추가적인 기능을 수행

 

중앙처리장치(CPU)

○ 입력장치에서 받은 명령을 실제로 처리

 

기억장치

○ 입력된 명령이나 데이터가 저장되는 공간

○ 주기억장치 

    - RAM : 일시적으로 기억된 정보를 읽거나 다른 정보를 기억시키는 메모리, 임의 접근 기억 장치

○ 보조기억장치

    - 하드드라이브 : 영구적으로 데이터 저장

    - 하드디스크 : 원판 모양의 플래터를 회전시켜 데이터 읽고 씀

    - SSD : 하드디스크와 달리 움직이는 부품 없이 더 빠른 속도로 데이터 읽고 씀

    - 플래시 드라이브 : 하드디스크와 달리 움직이는 부품 없는 이동식 저장공간 기기

    - 광학 디스크 드라이브 : 컴퓨터가 CD, DVD를 읽고 씀

 

입출력장치

○ 입력 장치 : 사용자가 입력한 자료를 컴퓨터가 이해할 수 있는 형태로 변환하는 장치 

  - 마우스, 키보드, 스캐너

○ 출력 장치

  - 모니터, 프린터

  (해상도 : 픽셀의 개수) 

 

주변기기

○ 컴퓨터 자체 부품이 아닌 경우, 컴퓨터와 연결하여 사용하는 기기

  - 키보드, 외장 스피커

○ 보통 범용 직렬 버스(USB) 포트에 꽂혀 컴퓨터에 연결

2. 기억장치

○ 비트와 바이트 형태로 저장

 

CPU

○ 용량이 매우 큰 파일이나 데이터를 처리

○ 한 번에 32 Bit, 64 Bit의 블록 단위로 적은 양의 데이터를 굉장히 빠른 속도로 처리

 

하드디스크

○ 한 번에 GB, TB의 많은 데이터를 저장하지만 느린 속도로 처리

RAM(임의 접근 기억장치)

○ 하드디스크 보다 빠른 처리 속도

○ 실행중인 프로그램, 열려있는 파일에 빠른 접근을 위해 메모리를 저장

 

L1, L2, L3 캐시

○ RAM 보다 더 빠른 처리속도, 더 적은 기억장치 용량

○ L1 : 가장 작고, 가장 빠름 / 중앙처리장치를 위한 KB 데이터 저장

○ L2 : 조금 크고, 조금 느림

○ L3 : 가장 크고, 가장 느림 / RAM 보다는 빠르며, MB 데이터 저장

 

(같은 용량 단위면, 속도가 빠른 기억장치가 더 비쌈)

 

속도 ↑	CPU	↓
↑	L1 캐시	↓
↑	L2 캐시	↓
↑	L3 캐시	↓
↑	RAM	↓
↑	HDD	↓ 용량

 

가상 기억장치

○ 운영체제와 프로그램 동시에 실행하며 RAM 을 사용하는데, 너무 많이 사용될 때 사용됨

○ 가상 기억장치를 사용하여 일시적으로 데이터를 RAM 에서 하드디스크로 옮기고, 요청이 생기면 다시 정보를 보냄

3. 비트와 바이트

비트열

○ 비트 : 0과 1, 두가지의 값만 저장 가능, (켜기 : 1 / 끄기 : 0)

○ 바이트 : 8개의 비트가 모여 만들어진 것, 2^8 = 256개

 

4. 2진수

수체계

○ 10진수 : 328 > 3 × 10² + 2 × 10¹ + 8 × 10⁰ = 300 + 20 + 8

○ 2진수 : 328 > 3 × 2² + 2 × 2¹ + 8 × 2⁰ = 12 + 4 + 8

5. ASCII 코드

○ 문자 ↔ 이진 데이터(0, 1) 변환하는 표준 방법

 

ASCII 의 한계

○ 총 256개 문자만 표현 가능

○ 유니코드 : 100만 개 이상 문자 표현 가능

6. 16진수

○ 10진수보다 2진수를 간편하게 표현 가능

○ 2개의 16진수는 1byte의 2진수로 변환

 

10진수를 16진수로 변환

○ 10진수 255 > 2진수 11111111

○ 1111 | 1111 > 4 bits 씩 끊어 0 ~ 9는 그대로, 10 ~ 15 는 a ~ f로 표현

○ 16진수로 변환 후 0x 붙여, 0xff 로 표현

7. 이미지

○ 비트맵, JPG, PNG, GIF 등 이미지 파일 형식이 존재

○ 이미지 파일 첫 부분에 파일 구분을 위한 구분자가 존재

 

사진 파일에 들어있는 정보

○ JPEG 파일 형식은 압축하여 저장, 고해상도 가능

 

비트맵 이미지 파일에 들어있는 정보

○ BMP 파일 형식은 압축 하지 않고, 가장 단순하게 저장

 

(GIF : 이미지 전송 빠름, 압축률 낮음 손상 적음)

(PNG : GIF + JPEG, 압축률 높고, 손상 적음)

8. 가상 현실과 증강 현실

○ 가상 현실(VR) : 게임, 비디오 등 3차원 세계에서 시뮬레이션 경험 가능

○ 증강 현실(AR) : 현재의 환경 위에 영상, 게임 등 효과를 입히는 기술

○ 모션 트래킹 센서 : 사람이 바라보는 방향에 따라 영상을 바꿈

 

가상 현실의 원리

○ 가상의 환경에서 가상의 물체와 상호작용 가능하도록 만든 인터페이스

○ 양안시차 > 물체를 입체적으로 인식

○ 양안 시차만큼 다른 각도로 촬영된 영상이 재생

 

증강 현실의 원리

○ 현실의 환경에서 가상의 이미지가 겹쳐 보이는 것

○ 카메라와 디스플레이가 함께 있는 기기

○ 카메라를 통해 화면이 기기에 들어오고 , 디스플레이에 출력될 때 가상의 이미지가 덧붙여서 보임

9. 인공지능

자연어 처리

○ 컴퓨터가 사람의 언어를 기계적으로 분석하여 형태를 바꿔 처리하는 것

 

음성 인식

○ 소리 센서를 통해 입력된 음향 신호를 단어나 문장 등으로 변환하는 기술

 

머신 러닝

○ 많은 데이터를 스스로 학습하여 그 데이터에 대한 패턴을 파악

 

 

 

 

 

 

 

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