정보처리기능사 13. 자료의 내부적 표현

컴퓨터의 내부 데이터 표현 방식 정리

1. 정수 데이터의 표현 방식

컴퓨터에서 2진 정수를 표현하는 방식에는 여러 가지가 있으며, 각 방식은 연산 속도와 표현 범위에서 차이가 있다.

• 부호화 절대치 방식
  • 첫 번째 비트(부호 비트)가 양수(0) 또는 음수(1)를 나타낸다.
  • 나머지 비트는 절대값을 나타낸다.
  • 표현 범위: -(2ⁿ⁻¹ -1) ~ 2ⁿ⁻¹ -1
• 부호화 1의 보수 방식
  • 부호 비트 제외 나머지 비트를 반전(0 → 1, 1 → 0)하여 표현한다.
  • 표현 범위: -(2ⁿ⁻¹ -1) ~ 2ⁿ⁻¹ -1
• 부호화 2의 보수 방식
  • 1의 보수로 변환한 후 1을 더하는 방식이다.
  • 표현 범위: -2ⁿ⁻¹ ~ 2ⁿ⁻¹ -1

2. 실수 데이터의 표현 방식

실수 데이터는 정수와 달리 부동 소수점 방식으로 표현되며, 연산 속도는 느리지만 더 넓은 범위를 표현할 수 있다.

• 표현 구조
  • 부호(1비트) + 지수부(7비트) + 가수부(소수부)
  • 단정도(4Byte)와 배정도(8Byte)로 구분됨
  • 고정 소수점 방식보다 표현 범위가 넓음
  • 표현 범위: ±16⁻⁶⁴ ~ ±16⁶³

3. 자료의 내부적 표현 방식

컴퓨터는 데이터를 연산하거나 저장할 때 고정 소수점 표현 방식과 부동 소수점 표현 방식을 사용한다.

• 고정 소수점 표현 방식: 정수 표현에 사용되며, 2진 연산과 10진 연산이 존재한다.
• 부동 소수점 표현 방식: 실수 표현에 사용되며, 부호/지수/가수로 나누어 저장된다.

4. 언팩(Unpack) 및 팩(Pack) 연산

컴퓨터에서 10진수를 효율적으로 표현하기 위해 사용되는 방법이다.

• 언팩(Unpack) 연산
  • 1Byte로 10진수 1자리를 표현한다.
  • 4개의 존(Zone) 비트 + 4개의 숫자(Digit) 비트 사용
  • 최하위 바이트의 존 비트를 부호로 사용
  • 양수(C=1100), 음수(D=1101), 부호 없는 양수(F=1111)
  • 연산이 불가능하며 데이터 입출력에 사용됨.
• 팩(Pack) 연산
  • 1Byte로 10진수 2자리를 표현한다.
  • 최하위 바이트의 4비트가 부호 역할
  • 양수(C=1100), 음수(D=1101), 부호 없는 양수(F=1111)
  • 연산이 가능함.

13. 자료의 내부적 표현.pdf

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