컴퓨터개론 3주차 - yulha1128000-cyber/qqwi GitHub Wiki

1-1. 디지털 데이터와 이진수

  1. 컴퓨터
  • 정보를 비트로 표현(2진수)
  • 품질, 용량, 보안성은 목적에 따라 균형을 맞춰야 함
  1. 디지털 데이터
  • 연속적인 현실 정보를 일정한 단위의 값으로 바꿔서 기록함
  • 정확하게 복제하고 처리가 쉬움
  • 현실을 숫자로 보는 최초 단계
  • 압축과정에서 일부 정보를 생략 가능하지만 화질이 낮고 정보 양이 줄음
  1. 0과 1
  • 정기적 상태를 안정적으로 구분함
  • 같은 배열이라도 문자, 픽셀 값인지에 따라 다른 결과 도출
  • 0: 꺼짐, 1: 켜짐
  • 숫자 0,1만 저장하는 것이 아닌 기호를 조합하고 해석하는 규칙을 적용해서 다양한 정보를 나타냄
  1. 비트 조합: 2^n (n비트 2^n상태)가지
  • 현실의 정보, 원본데이터, 규칙, 비트가 됌

Q. 스위치 4개는 몇가지 상태를 표현할까? A. 4개 → 2^4 = 16가지 상태

1-2. 이진수와 십진수의 변환

  1. 이진수 vs 십진수
  • 2진수: 1011p
  • 10진수: 1011d
  • 우측 아래 2: 2진수, 10: 10진수
  1. 이진수와 십진수의 변환 계산

Q. 십진수 13을 이진수로 표현하면? A. 1101

1-3. 비트, 바이트, 용량

  1. 기본 단위
  • byte

1byte: 8bit(0과 1)

문자, 파일, 저장용량을 나타냄

  • 확장자, 형식: 컴퓨터가 어떤 구조로 해석해야 될 지 알려줌

  • 용량

Kb-> Mb-> Gb-> Tb

2진수: 2^10배

10진수: 10^3배

  • 단위

b(비트): 전송 속도

B(바이트): 저장 용량

MagaByte = 8Megabit

Q. 100Mbps는 초당 몇 MB일까? A. 100 ÷ 8 = 12.5Mb/s

1-4. 문자는 어떻게 숫자로 바뀌는가

  1. 문자 인코딩: 문자마다 숫자로 된 코드를 부여하는 것
  2. 16진수(2^4): 015가지 표현 (0f)
  3. 문자 코드: 비트를 문자로 바꾸는 규칙
  • ASCll코드: 영문 중심의 기본 문자 집합
  • 유니코드: 전 세계 언어 표현 가능
  • UTF-8: 유니코드를 한 바이트 또는 여러 바이트로 표현
  1. 출력: 키 입력-> 문자 코드-> 글꼴-> 화면
  2. 인코딩과 글꼴
  • 인코딩은 글꼴과 같지 않음
  • 인코딩: 어떤 문자인지 정하는 것
  • 글꼴(본드): 어떤 그림이나 모양으로 그릴지

Q. A, 가, 이모지는 어떻게 표시될까? A. A, 가, 이모지는 각각 문자 코드로 구분되고, 글꼴에 따라 화면에 다른 모양으로 나타난다.

  1. 번호, 바이트, 글리프
  • 문자-> UTF-8 바이트-> 글골-> 화면
  • 코드 포인트: 문자 번호
  • 글리프: 글꼴에 따라 달라지는 모양
  1. UTF-8 가변 길이
  • A: 1byte, 가: 3byte, 이모지: 4byte
  1. 한글 정규화

1-5. 문자 인코딩과 깨짐 해결

  1. 깨짐 원인: 저장 인코딩과 읽기 인코딩이 같지 않음
  2. 해결 순서

Q. 깨진 CSV를 안전하게 복구하는 순서는? A. 파일의 저장 인코딩을 확인하고, 같은 인코딩으로 다시 읽은 뒤, 글꼴이 지원하는지 확인한다

2-1. 픽셀, 디지털 이미지

  1. 픽셀(점)

Q. 같은 이미지가 큰 화면에서 거칠어지는 이유는? A. 같은 픽셀 수를 더 큰 화면에 확대해서 표시하기 때문이다

2-2. 색이 숫자가 되는 과정

  1. 삼원색

-> 8+8+8= 24bit (2^24= 약 1677만색) 3. 색상코드

  • 16진수로 표현
  • #: 16진수일 때 표시
  1. RGB vs CMYK
  • RGB: 빛을 더함, 더할수록 밝아짐
  • CMYK: 물감을 더함, 흡수할수록 어두움

2-3. 래스터, 벡터 이미지

  1. 래스터 vs벡터

Q. 증명사진, 로고, 아이콘의 형식은? A. 사진: 래스터, 로고 및 아이콘: 벡터

2-4. 소리의 디지털 표현

  1. 소리 파형
  • 시간과 소리의 세기가 연속적
  • 마이크: 소리를 전기적인 신호로 바꿈
  1. 표본화(Sampling)
  • 샘플링: 연속적인 값을 컴퓨터가 읽을 수 있도록 디지털화
  • 초당 측정 횟수 = 표본화 주파수
  1. 비트 깊이(양자화)

Q. 모노와 스테레오의 용량 차이는(표본화 주파수, 비트 깊이, 시간이 같은 조건)? A. 스테레오는 2채널, 모노는 1채널이므로 스테레오의 용량이 모노의 2배이다.

2-5. 표본화와 양자

  1. 표본화
  • 아날로그-> 디지털: 손실 발생 최소화
  • 연속 신호를 일정 간격으로 샘플링
  • 표본화가 높을수록 시간 간격이 작고 신호를 잘 표현함

Q. 시간 간격(표본화 간격)이 작아지면 어떤 변화가 생기는가? A. 더 자주 측정할 수 있어 원래 신호를 더 정확하게 표현할 수 있다. / Q. 진폭 단계 (양자화 단계)가 늘어나면 어떤 변화가 생길까? A. 진폭을 더 세밀하게 표현할 수 있어 원래 신호에 더 가까워진다.

3-1. 디지털 영상의 원리

  1. 디지털 영상: 움직임을 표현
  2. 프레임: 정지된 이미지
  3. FPS: 초당 프레임
  • 이미지가 얼마나 빠르게 이어지나
  1. 영상 데이터 요소(용량)
  • 해상도(픽셍당 비트 수)x색 깊이(흑백, 칼라)xfps(초당 프레임 수)x시간(재생시간)
  1. FPS vs Hz
  • FPS: 1초에 만들어지는 프레임 수
  • Hz(화면 주사율): 모니터가 1초에 화면을 갱신하는 수

Q. 30fps와 60fps의 표현과 용량 차이는? A. 60fps가 30fps보다 1초에 표시되는 프레임이 2배 많아 움직임이 더 부드럽고 같은 조건에서는 용량이 2배이다.

3-2. 이미지와 소리 압축

  1. 압축 원리
  • 반복 데이터 줄이기
  • 덜 민감한 정보 줄이기

무손실 압축: 원본 정확히 복원

손실 압축: 일부 정보 제거

  1. 목적별 선택
  • 무손실: 로고, 문서
  • 손실: 웹 사진, 스트리밍

Q. 로고, 사진, 녹음의 방식은? A. 로고= 무손실 압축, 사진과 녹음= 손실 압축을 주로 사용

3-3. 동영상 압축, 코덱

  1. 공간 중복
  • 한 프레임 안에서 비슷한 색상과 정보가 반복됌
  • 사람이 인식하지 못하는 것은 과감히 자름
  1. 시간 중복
  • 키 프레임
  • 변화 프레임: 움직임o
  1. 코덱= 인코딩(압축) + 디코딩(압축 풀기) -> 동일 규칙
  • 압축, 복원을 정함
  1. 컨테이너 -MP4: 영상, 음성, 자막을 하나의 파일로 묶어서 전송 및 재생

Q. 고정 배경에서 손만 움직이면 무엇을 저장할까? A. 고정된 배경은 그대로 두고 움직이는 손의 변화 정보만 저장한다

3-4. 해상도 비트레이트 파일 크기

  1. 품질의 요소: FPS, 코덱, 해상도, 품질, 용량, 호환성, 보존
  2. 비트레이트: 초당데이터 양, bit수로 표현
  3. 파일크기= 비트레이트(bps)x재생시간(초)/8

Q. 10Mbps 영상 10분의 대략적인 크기는? A. 10Mbps × 600초 ÷ 8 = 750MB

3-5. 목적에 맞는 데이터 형식 선택

  1. 선택 기준: 내용, 편집, 품질, 용량, 호환성, 보존
  2. 형식
  • 문자: UTF-8
  • 사진: JPEG, PNG
  • 로고: SVG
  1. 원본, 배포본
  • 원본: 편집 가능
  • 배포본: ex) pdf
  1. 안전한 변환: 백업-> 변환-> 읽기 및 재생 확인-> 공유

Q. 로고, 사진, 인터뷰, 수업, 영상의 형식 지정 A. 로고: SVG, 사진: JPEG/PNG, 인터뷰: MP3, 수업: PDF, 영상: MP4