컴퓨터개론 1주차 과제 - ehdaud/ec GitHub Wiki
1-1. 컴퓨터개론에 오신 것을 환영합니다
컴퓨터는 PC뿐만 아니라 스마트폰, 자동차, 세탁기, 키오스크, 로봇청소기 등 다양한 기기에 포함되어 있음.
모든 컴퓨터는 입력, 처리, 출력, 저장이라는 공통적인 작동 원리를 가짐.
컴퓨터개론은 단순 사용을 넘어 시스템 작동 원리를 이해하는 기초 지식을 습득하는 것이 목표.
1-2. 이 과목에서 무엇을 배우는가
하드웨어: CPU, 메모리, 저장장치, 입출력 장치 등 물리적 구조를 배움.
소프트웨어: 운영체제(OS)와 응용 프로그램의 역할을 이해함.
데이터 & 네트워크 & 보안 & 인공지능: 0과 1로의 데이터 표현, 인터넷, 통신 및 보안, 인공지능까지 종합적으로 학습함.
1-3. 수업은 어떻게 진행되는가
5단계 학습 과정: 학습목표 확인 → 5분 내외 영상 시청 → 핵심 용어/사례 정리 → 퀴즈 및 활동 → 복습.
단순 암기가 아닌, 핵심 개념을 말로 직접 설명할 수 있도록 이해.
모르는 부분 체크, 구체적인 질문으로 해결하는 습관이 중요.
1-4. 평가와 과제 안내
평가 방식: 출석, 퀴즈, 정리 보고서 형태의 과제로 구성.
과제 제출: Github Wiki 작성 후 링크를 제출하는 방식을 사용.
*AI 활용은 보조 도구로만 쓰되 내용 검증을 거쳐야 함.
1-5. 왜 컴퓨터개론을 배워야 할까
현명한 사용: 현상(용량 부족, 속도 저하 등)의 원인을 정확히 파악하고 대응함.
문제 해결 능력: 입력, 처리, 출력, 저장, 네트워크의 논리적 단계로 문제를 나누어 해결하는 사고방식을 기름.
전공 연결, 책임: 의료, 경영, 디자인 등 전공과의 연결고리가 되며, 보안·저작권·AI의 윤리적 사용을 실천하는 디지털 시민으로 성장.
2-1. 컴퓨터란 무엇인가
데이터를 프로그램에 따라 입력, 처리, 출력, 저장하는 전자 장치이며, 데이터(처리 대상)와 프로그램(명령 집합)의 결합 필수.
특징: 자동성, 고속성, 정확성, 범용성
사람의 역할: 컴퓨터는 단순 계산 및 처리를 수행하며, 목적 설정, 데이터 확인, 결과 판단과 최종 책임은 사람에게 있음.
2-2. 데이터와 정보
데이터: 관찰, 측정, 조사를 통해 얻은 원시 자료 (숫자, 문자, 사진, 음성, 센서값 등)
정보: 데이터를 특정 목적과 맥락에 맞게 처리(분류, 정렬, 계산, 비교, 요약)하여 의미를 찾은 결과
데이터 품질의 중요성: 정확성, 완전성, 최신성, 관련성이 확보되지 않은 데이터는 잘못된 결과를 초래함.
정보는 다음 단계의 데이터가 되며, 좋은 정보는 좋은 데이터 및 적절한 처리에서 시작됨.
2-3. 입력 처리 출력 저장
정보 처리 5단계:
입력: 데이터 및 명령 수집 (키보드, 마우스, 센서 등)
처리: 데이터 변환 및 연산 (CPU, GPU 등)
출력: 처리 결과 전달 (모니터, 스피커, 프린터 등)
저장: 데이터 및 결과 보관 (SSD, HDD, 클라우드 등)
공유: 네트워크를 통한 데이터 전송 및 교환
특징: [→ 입력 → 처리 → 출력 → 공유 →]는 일회성 흐름이 아니라 서로 연결되고 연속적으로 반복 및 순환됨.
2-4. 하드웨어와 소프트웨어
하드웨어: 컴퓨터를 구성하는 물리적 장치 (입력, 처리, 출력, 저장 장치)
소프트웨어:
시스템 소프트웨어: 하드웨어 제어 및 자원 관리 (운영체제(OS), 드라이버)
응용 소프트웨어: 사용자의 특정 목적을 수행하는 프로그램 (문서, 웹 브라우저, 메신저, 게임 등)
계층 구조: 사용자 ↔ 응용 프로그램 ↔ 운영체제 ↔ 하드웨어 순으로 상호작용하며, 운영체제가 중간에서 동작을 중재함.
2-5. 다양한 형태의 컴퓨터
주요 유형:
개인용 (PC/노트북 등): 개인 사용 중심, 범용 작업
모바일 (스마트폰/웨어러블 등): 높은 이동성 및 전력 효율, 개인 편의 중시, 다양한 센서 및 연결
서버: 네트워크를 통해 다수 사용자에게 서비스 및 데이터 제공, 안정성과 지속성
슈퍼컴퓨터: 기상, 과학 시뮬레이션 등의 방대한 계산을 초고속 처리
임베디드/IoT: 자동차, 가전, 의료기기 등에 내장되어 특정 기능 수행
공통점: 형태와 목적이 달라도 정보 처리 원리 (입력 → 처리 → 출력 → 저장)는 동일함.
3-1. 아날로그와 디지털
차이점: 아날로그는 현실 세계의 (시간에 따른) 연속적인 값(소리, 온도 등)이고, 디지털은 이를 일정한 단위로 나누어 숫자, 기호로 표현한 것.
디지털 변환 3단계:
샘플링: 일정한 시간 간격으로 신호값 측정
↓
양자화: 측정값을 가까운 이산값으로 표현
↓
부호화: 이산값을 이진수(0과1)로 변환
품질/용량: 샘플링 간격이 촘촘하고 양자화 단계가 세밀할수록 원음에 가까워지지만, 데이터 용량은 증가함.
3-2. 0과 1로 표현하는 세상
컴퓨터 내부 전자의 전압 상태(On/Off, High/Low)를 0과 1로 대응시켜 데이터를 저장하고 처리함.
데이터의 디지털화:
숫자/문자: 십진수의 이진수 변환과 문자 코드 (ASCII, UTF-8 등)를 통해 표현함.
사진/영상/소리: 화소의 RGB 값, 일정한 시간 간격의 음파 크기를 숫자로 환산하여 표현함.
같은 비트라도 파일 형식에 따라 의미가 달라짐 → 모든 디지털 정보는 비트와 해석 규칙이 더해져 완성됨.
3-3. 비트와 바이트
단위: 비트(bit, b)는 0 또는 1을 나타내는 최소 정보 단위이고, 바이트(Byte, B)는 8개의 비트를 묶은 단위임.
용량: 저장 용량은 보통 바이트(B, KB, MB, GB, TB 등)를 사용하며, 각 단위 마다 $10^{3}$(10진법 기준) 또는 $2^{10}$(2진법 기준) 만큼의 크기 차이가 남.
통신 속도: 인터넷 속도는 Mbps라는 비트 단위를 사용하므로, 실제 파일 다운로드 속도(Byte)는 나누기 8을 해야됨.
10진법/2진법 차이: 10진법 [B,KB,MB...] → 용량 표기, 통신 속도 등/ 2진법 [B,KiB,MiB...] → 실제 사용 공간
*단위의 대소문자 및 사용 맥락 구분이 중요함.
3-4. 컴퓨터가 바꾼 사회
컴퓨터의 역할: 단순 계산 도구를 넘어 산업, 소통, 교육, 의료, 과학, 공공서비스 등 현대 사회 전반을 움직이는 핵심 기반임.
주요 변화(장점): 업무 자동화 및 생산성 향상, 접근성 확대, 연결 강화, 새로운 기회 창출
디지털 사회의 과제(단점): 디지털 격차, 개인정보 보안 위협, 일자리 변화, 과의존, 전자폐기물