컴퓨터개론 3주차과제 - yunseoooooo/-1- GitHub Wiki

1-1.

컴퓨터는 왜 0과 1을 사용할까?

→ 컴퓨터의 전기 신호는 켜짐과 꺼짐처럼 두 가지 상태로 표현하기 쉽기 때문이다.

  • 1비트 = 2가지 상태
  • 2비트 = 4가지 상태
  • 3비트 = 8가지 상태

스위치 4개는 몇 가지 상태를 표현할까?

→ 각 스위치가 0과 1, 두 가지 상태를 가지므로 2⁴ = 16가지 상태를 표현할 수 있다.

1-2.

이진수 1011은 얼마일까?

  • 1011 = 8 + 0 + 2 + 1 = 11
  • 큰 값부터 작은 값 순서로 계산한다.

십진수 13 = 1011

→ 수정: 십진수 13은 이진수 1101이다.

십진수 13을 이진수로 표현해보세요.

→ 13을 2로 나누어 나머지를 거꾸로 읽는다.

13 ÷ 2 = 6 … 1
6 ÷ 2 = 3 … 0
3 ÷ 2 = 1 … 1
1 ÷ 2 = 0 … 1

→ 1101

큰 수와 소수도 같은 원리로 변환할까?

→ 큰 정수는 같은 방식으로 2로 나누어 변환한다. 소수는 소수 부분에 2를 곱하는 방식으로 변환하며, 정확히 끝나지 않는 경우도 있다.

1-3.

MB와 GB는 어떤 관계일까?

→ 일반적인 컴퓨터 단위 기준으로 1GB = 1024MB이다.

  • 1비트 = 0 또는 1
  • 8비트 = 1바이트
  • KB → MB → GB → TB
  • 1KB = 1024B
  • 1MB = 1024KB
  • 1GB = 1024MB

5MB × 200장은 얼마일까?

→ 5MB × 200 = 1000MB ≈ 1GB

단위 주의

  • b = 비트(bit)
  • B = 바이트(Byte)
  • 8b = 1B

100Mbps는 초당 몇 MB일까?

→ 비트에서 바이트로 바꾸려면 8로 나눈다.

  • 100Mbps ÷ 8 = 12.5MB/s

1-4.

한글은 어떻게 저장될까?

한글은 컴퓨터에서 유니코드 문자 번호로 표현되고, UTF-8과 같은 인코딩 방식으로 바이트 형태로 저장된다.

  • ASCII : 영문 중심의 문자 인코딩
  • 유니코드 : 세계 문자와 기호를 표현하는 문자 체계
  • UTF-8 : 유니코드를 저장하는 인코딩 방식
  • 키 입력 → 문자 코드 → 글꼴 → 화면
  • 문자 번호와 글자 모양은 다름

A, 가, 이모지는 어떻게 표시될까?

→ 입력한 문자를 유니코드 문자 번호로 변환하고, UTF-8과 같은 인코딩 방식으로 저장한 뒤 글꼴을 이용해 화면에 표시한다.

화면에서 한 글자는 컴퓨터에서도 항상 하나일까?

→ 아니다. 화면에 보이는 글자 수와 컴퓨터에서 사용하는 바이트 수는 다를 수 있다.

  • A = UTF-8 기준 1바이트
  • 가 = UTF-8 기준 3바이트
  • 이모지 = UTF-8 기준 대부분 4바이트

→ 문자 수와 바이트 수는 항상 같지 않다.

참고: 가, A, 이모지 : 8바이트는 UTF-8 기준으로는 맞지 않음.

1-5.

한글이 왜 이상한 기호로 보일까?

→ 저장할 때 사용한 인코딩 방식과 읽을 때 사용한 인코딩 방식이 일치하지 않으면 글자가 깨진다.

  • 저장할 때 사용한 인코딩 ≠ 읽을 때 사용한 인코딩
  • 결과: 한글이 이상한 문자나 기호로 표시됨

안전한 해결 순서

  1. 원본 파일 보존
  2. 복사본 만들기
  3. 인코딩 후보 확인
  4. 올바른 인코딩으로 다시 열기
  5. 내용이 정상인지 확인
  6. 올바른 인코딩으로 다시 저장하기
  • 엉뚱한 글자 → 인코딩 문제일 가능성
  • 네모 상자 → 글꼴이나 해당 문자를 지원하지 않는 문제일 가능성

깨진 CSV를 안전하게 복구하는 순서는?

→ 원본 파일을 먼저 보존하고 복사본을 만든 후, UTF-8·CP949·EUC-KR 등의 인코딩을 확인한다. 올바른 인코딩으로 파일을 열어 내용이 정상인지 확인한 뒤 다시 저장한다.

2-1.

확대하면 왜 네모가 보일까?

사진은 작은 점인 픽셀(pixel) 여러 개로 구성되어 있기 때문이다. 사진을 확대하면 각각의 픽셀이 커지면서 네모난 모양이 눈에 보이게 된다.

  • 픽셀 - 색을 가진 작은 점
  • 작은 화면 - 픽셀이 촘촘하게 보여 선명하게 보임
  • 큰 화면 - 같은 픽셀 수라도 더 확대되어 거칠어 보임

같은 이미지가 큰 화면에서 거칠어지는 이유?

→ 픽셀이 확대되기 때문이다.

2-2.

빨강, 초록, 파랑으로 모든 색을 만들까?

빨강, 초록, 파랑 빛의 밝기를 조절하고 섞으면 다양한 색을 만들 수 있다.

  • R = 0 ~ 255
  • G = 0 ~ 255
  • B = 0 ~ 255
  • 24비트 = 약 1,677만 색

RGB

  • RGB - 화면에서 사용
  • 빛을 더함
  • 가산 혼합
  • 빛을 더할수록 밝아짐

CMYK

  • CMYK - 인쇄에서 사용
  • 잉크가 빛을 흡수
  • 감산 혼합
  • 잉크를 더할수록 어두워짐

R = 255, G = 0, B = 0은 어떤 색일까?

→ 빨간색

2-3.

로고는 왜 확대해도 선명할까?

로고는 벡터 방식으로 만들어지는 경우가 많으며, 선과 도형을 수학적인 정보로 저장하기 때문이다. 확대해도 픽셀이 늘어나는 것이 아니라 선과 도형을 다시 계산하여 표시하므로 선명하게 유지된다.

래스터

  • 사진에 적합
  • JPEG
  • 확대 시 픽셀이 보임

벡터

  • 로고에 적합
  • SVG
  • 확대해도 선명함

증명사진, 학교 로고, 지도 아이콘의 형식은?

→ 래스터, 벡터, 벡터

2-4.

연속적인 소리는 어떻게 숫자가 될까?

소리를 일정한 시간 간격으로 측정하는 표본화 과정을 거친 후, 측정한 소리의 크기를 숫자로 변환하는 양자화 과정을 통해 디지털 데이터로 저장된다.

  • 소리 파형 - 소리는 연속적인 아날로그 신호
  • 표본화 - 초당 측정 횟수 = 표본화 주파수
  • 비트 깊이가 높을수록 더 세밀한 표현이 가능함

모노와 스테레오의 용량 차이는?

→ 스테레오는 모노보다 용량이 약 2배이다.

2-5.

디지털 변환에서 왜 차이가 생길까?

아날로그 신호를 디지털 데이터로 변환할 때 소리를 일정한 간격으로 측정하고, 측정한 값을 정해진 단계로 반올림하기 때문에 원래 신호와 차이가 생긴다.

  • 표본화 - 연속 신호를 일정한 시간 간격으로 샘플링
  • 양자화 - 연속적인 진폭값을 일정한 단계로 반올림하여 표현
  • 낮은 표본화 - 빠른 변화 손실
  • 낮은 비트 깊이 - 반올림 오차

시간 간격과 진폭 단계가 품질에 미치는 영향은?

→ 표본화 간격이 짧고 진폭 단계가 많을수록 품질이 좋아진다.

3-1.

정지화면은 어떻게 움직여 보일까?

영상은 여러 개의 정지된 이미지인 **프레임(frame)**을 빠르게 보여주면서 움직이는 것처럼 보인다.

영상의 구성 요소

  • FPS: 1초 동안 보여주는 프레임 수
  • 해상도: 이미지의 픽셀 수
  • 색 깊이: 색을 표현하는 데 사용하는 비트 수
  • 재생 시간: 영상이 재생되는 시간

30FPS와 60FPS의 차이

60FPS는 30FPS보다 1초에 더 많은 프레임을 보여주기 때문에 움직임이 더 부드럽다.

같은 조건이라면 60FPS는 30FPS보다 필요한 데이터가 약 2배가 되어 용량도 커진다.

3-2.

어떻게 용량을 줄일까?

압축은 반복되는 데이터를 줄이거나 일부 정보를 제거하여 파일의 용량을 줄이는 방법이다.

무손실 압축

원본을 정확하게 복원할 수 있는 압축 방식이다.

  • PNG
  • FLAC
  • ZIP

손실 압축

일부 정보를 제거하여 용량을 줄이는 압축 방식이다.

  • JPEG
  • MP3

상황에 따른 압축 방식

로고나 문서처럼 원본의 정확성이 중요한 경우에는 무손실 압축을 사용하고, 웹 사진이나 스트리밍처럼 용량을 줄이는 것이 중요한 경우에는 손실 압축을 사용할 수 있다.

  • 학교 로고 → 무손실
  • 여행 사진 → 손실
  • 음성 녹음 → 손실

3-3.

큰 영상을 어떻게 실시간 전송할까?

영상에는 비슷한 데이터가 반복되는 중복이 많기 때문에 이를 줄여 용량을 압축할 수 있다.

영상 압축의 종류

  • 공간 중복: 한 프레임 안에서 비슷한 색이나 정보가 반복되는 것
  • 시간 중복: 연속된 프레임에서 변하지 않는 부분이 반복되는 것
  • 키프레임: 화면 전체의 정보를 저장하는 기준 프레임
  • 변화 프레임: 이전 프레임과 달라진 부분을 저장

코덱과 컨테이너

  • 코덱: 영상이나 음성을 압축하고 복원하는 규칙
  • MP4: 영상, 음향, 자막 등을 하나의 파일에 담을 수 있는 컨테이너 형식

영상 압축 예시

고정된 배경에서 손만 움직이는 경우에는 배경 전체를 계속 저장하지 않고, 손처럼 달라진 부분을 저장하여 용량을 줄일 수 있다.

3-4.

4K 영상은 항상 같은 품질과 용량일까?

4K는 영상의 해상도를 나타내는 것이기 때문에 4K 영상이라고 해서 품질과 용량이 모두 같은 것은 아니다.

영상의 품질과 용량에 영향을 주는 요소

  • 해상도
  • 비트레이트
  • 장면의 복잡도
  • 코덱
  • FPS

비트레이트란?

비트레이트는 1초 동안 사용하는 데이터의 양이다.

파일 크기 계산

파일 크기는 대략 다음과 같이 계산할 수 있다.

파일 크기 = 비트레이트 × 재생 시간 ÷ 8

10Mbps 영상 10분의 크기

10 × 600 ÷ 8 = 약 750MB

→ 약 750MB이다.

3-5.

어떤 파일 형식을 골라야 할까?

파일 형식은 내용, 편집 여부, 품질, 용량, 호환성, 보존 등을 고려하여 선택해야 한다.

내용에 따른 파일 형식

  • 문자 → UTF-8
  • 사진 → JPEG, PNG
  • 로고 → SVG
  • 소리 → WAV, MP3
  • 영상 → MP4

안전한 파일 변환 순서

  1. 백업
  2. 변환
  3. 파일 열기 및 재생 확인
  4. 공유

파일 형식 선택 예시

  • 로고 → SVG
  • 사진 → JPEG
  • 인터뷰 → MP3
  • 수업 영상 → MP4

파일의 목적과 필요한 품질, 용량, 호환성을 고려하여 적절한 형식을 선택한다.

그림생성, 문장다듬기에 CHAT GPT를 사용하였습니다