정보) 컴퓨터공학과 과목 맛보기 - 2. 시스템프로그래밍(1)
게시글 주소: https://orbi.kr/00066046560
어제 쓴 글이 별 반응은 없었으나.. 일단 적기 시작했으니까 계속 가보려고 합니다.
오늘은 '시스템프로그램'이라는 과목입니다.
(다른 학교에서는 어떻게 부르는지 잘 모르겠네요.)
필자가 이 과목을 수강했던 학기는 2020년(2학년) 1학기, 평점은 A+였습니다.
자료구조는 솔직히 전공이라고 봐주기에는 애교 수준이고
이 과목을 듣기 시작해야 '아 내가 컴퓨터공학과에 왔구나'하는 느낌이 좀 듭니다.
'시스템프로그램 - 컴퓨터구조 - 운영체제'로 이어지는 시스템 과목 중 가장 앞 과목입니다.
이 과목에서는 뒤의 두 과목을 듣기 위한 기본 지식을 배운다고 보시면 됩니다.
시스템이 도대체 뭐냐?고 물으신다면 마지막에 있는 '운영체제'를 떠올리시면 됩니다.
윈도우, 안드로이드, iOS 같은 운영체제 또한 소프트웨어이고,
흔히 우리가 앱이라고 부르는 어플리케이션 소프트웨어는 시스템 소프트웨어 위에서 동작하기 때문에
시스템에 대해 아는 것이 굉장히 중요하다고 볼 수 있습니다.
우리가 많이 쓰는 프로그램들도 시스템 단에서 최적화되어있는 부분이 많습니다.
시스템에 대해 잘 알아야 다른 소프트웨어도 잘 만들 수 있다는 것이죠.
-------------------------------------------
컴퓨터하면 뭐가 떠오르시나요? 아무래도 2진법 아닐까요?
컴퓨터는 모든 정보를 0과 1로만 저장합니다.
이 과목에서는 이런 비트에 관한 내용을 먼저 배웁니다.
비트에 관해서는 signed와 unsigned의 차이, 2의 보수,
& / | / ~ / ^ / << / >>와 같은 비트 관련 연산자, overflow 등 매우 많은 것을 배우지만,
여기서는 숫자를 어떻게 저장하는 지에 대해서 살펴보죠.
근데 우리가 주로 쓰는 체계는 10진법입니다.
근데 컴퓨터는 이러한 10진법 숫자를 어떻게 저장하고 계산할 수 있을까요?
또한 정수가 아닌 소수들은 어떻게 저장할까요?
정수는 다들 어떻게 바꾸는 지는 대충은 아시니까.. (2로 계속 나눠서..)
소수를 2진법으로 바꾸는 방법을 보면, 이것도 정수를 바꾸는 것과 크게 다르지 않습니다.
소수점에서 멀어질 수록 1/2배가 되도록 바꾸면 됩니다. (정수와 반대로 2를 계속 곱합니다.)
예를 들어 7/8은 1/2+1/4+1/8과 같으므로 2진법으로 쓰면 0.111이 되는거죠.
그럼 이렇게 2진법으로 바꾼 숫자를 어떻게 저장할까요?
C언어를 배우다 보면 float라는 자료형을 배우게 됩니다.
이건 소수점을 저장하기 위해 사용하는데요.. 근데 왜 이름이 float일까요?
그것은 바로 컴퓨터가 소수점을 저장하는 방식과 관련 있습니다.
바로 부동소수점(floating point)라는 방식을 사용하거든요.
영문을 보시면 아시겠지만 뜰 부(浮), 움직일 동(動)입니다.
떠다니면서 움직인다는 건데요, 과연 무엇이 떠다닌다는 뜻일까요?
바로 소수점이 움직인다는 것입니다. 소수점이 움직인다는 게 무슨 뜻인지 감이 안 오시죠?
부동소수점의 반대 개념인 고정소수점을 먼저 설명해야 이해가 쉬울 듯 합니다.
고정소수점(fixed point) 방식은 말 그대로 아까 바꾼 숫자를 그대로 저장하는 방식입니다.
6.875라는 소수를 저장한다고 예를 들어보죠.
6.875를 2진수로 바꾸면 110.111이 될 것입니다.
이렇게 바꾼 정수부와 소수부를 결과 그대로 110, 111로 저장하는 게 고정소수점 방식입니다.
이러한 방식은 제한적인 메모리 공간을 효율적으로 사용할 수가 없습니다.
만약에 정수부 소수부가 각각 4비트씩 있으면,
정수부는 0000(=0) ~ 1111(=15), 소수부는 0000(=0) ~ 1111(=15/16) 범위 내에서만 사용 가능하거든요.
그래서 이러한 문제를 해결하기 위해 부동소수점이라는 방식을 도입하게 됩니다.
이 방식은 숫자를 저장하기 전에 한 가지 연산을 더 해야해요.
아까 6.875를 다시 끌고 오죠.
얘는 2진수로 110.111인데 이는 11.0111에 2를 곱한 것과 같고,
1.10111에 4를 곱한 것과 같습니다. (10진수 10.1이 1.01의 10배인 것과 같습니다.)
6.875 = 110.111(2) = 1.10111(2) * 2^2 라는거죠. ((2)는 2진수라는 뜻)
이렇게 110과 111 사이에 찍혀있던 소수점을
1과 10111 사이로 옮겨버렸습니다. 이래서 우리는 이 방식을 부동소수점이라고 부릅니다.
이렇게 변형한 숫자를 어떻게 저장하냐면
1.10111이라는 앞에 곱해진 가수(fraction/mantissa)와
2에 붙어있는 지수(exponent)인 2를 저장합니다.
이런 지수를 이용하는 방식으로 저장하기 때문에
매우 큰 범위의 수를 적은 수의 비트로도 저장할 수 있는 거죠.
(로그라고 하기는 뭐한데 비슷하게 생각하시면 됩니다. 스케일을 줄이는 거죠.)
컴퓨터에 관심이 있으신 분들 중에 IEEE라는 곳을 들어보신 적이 있으실 겁니다.
IEEE는 Institute of Electrical and Electronics Engineers라는 조직으로
전자전기공학에 대한 표준을 제정하는 곳입니다.
우리가 많이 쓰는 Wi-Fi 있죠? 그것도 여기서 제정한 표준 규격입니다. IEEE 802.11이라고 부르죠.
부동소수점도 대부분의 컴퓨터가 이곳에서 제정한 방식(IEEE 754)으로 저장합니다.
단, 이 방식에는 단점도 분명 존재합니다.
가장 큰 문제는 아무래도 저장하고 싶은 숫자를 정확하게 저장할 수 없을 때도 있다는 겁니다.
가수부의 비트가 무한정하지는 않기 때문이죠.
또한, 고정소수점 방식에 비해 덧셈/뺄셈이 느릴 수 밖에 없습니다.
-------------------------------------------
반 학기 동안 이것 외에도 비트에 대한 많은 내용을 배우고 씨름하게 됩니다.
글이 너무 길어져서 여기서 끊고 계속 작성해보겠습니다.
제가 적은 글 (클릭하면 연결)
(현재 글) 3. 컴퓨터공학과 과목 맛보기 - 2. 시스템프로그래밍(1)
4. 컴퓨터공학과 과목 맛보기 - 2. 시스템프로그래밍(2)
0 XDK (+0)
유익한 글을 읽었다면 작성자에게 XDK를 선물하세요.
-
독서 사회지문 헬;; 여기서만 2개 나감;; 문학 보기문제도 까다롭고.. 특히...
-
위험한 사고방식. 혹시 이런 경험을 한 학생들이 있나요? 1단원 열심히 공부하고,...
-
대학가챠 실패함 5
-
질문받아요 2
ㅎ
-
등급 바러 떨어져?? 국영수는 그래도 유지되는거 같던데
-
네 자기자신 빼고 주변에 다 해요!
-
닉네임 망함 4
치다가 오타남
-
시부야 사변
-
ㅋㅋㅋ 사진 여러개 주면 해드림
-
영어 어법 꿀팁 8
수일치 대동사 완전불완절 능동 수동 이 4개부터 판단하기
-
하지망실패
-
노베이스 기준으로 5등급도 진짜 아득해 보임 본인의 경험
-
대체 왜 이러는 걸까요...?????
-
답이 기억나서 풀어도 푼거같지가않네
-
오늘 학교 1
-
생1 지1 선택입니다 작년 내신으로 한 번 돌려서 쌩 노베는 아니에요 올해 모고는...
-
운도없게 어케 동원이 6모 겹쳐있는 주차에 걸쳐서 잡히냐 ㅋㅋㅋㅋ 연기 할 수도...
-
대비 겸 함 풀어볼까 하는데
-
아니 대성 책 0
한번 구매한 책은 또 못사요???
-
필잔 지금 개념 기출 다시돌리고 있음
-
6모 무섭네요 1
첫 평가원 시험인데 국어에서 훅 떨어질거같은...
-
국어 실모 난이도가 왜이러지? 상상, 이감 거를거없이 난이도 극상이네 ㄷㄷ 일단...
-
못생긴 사람들은 만날 사람이 없어서 밖에 없던 거였음 !
-
뭔가뭔가 그런 느낌이 잇음
-
강대x 6
어렵네
-
심심해요 0
극 i도 가끔 사람이 ㅈㄴ땡길때가 있음요
-
문만러고 뭐고 다 때려치고 탈릅한 다음에 현생이나 살러.....
-
영어 작년수능 낮3 올해5모 중간3인 재수생인데 지금 국수가 발등에불이떨어져서...
-
어떤지 평가좀. 틀린거나 더 ㄱㅊ은 풀이 있으면 잡아주새요.
-
수학 기출 후 0
이미지 선생님 커리 탔고요 지금 미기분 완성편이 거의끝나가는데요, 모의고사형식으로...
-
올해 사람을 왕창 뽑는건가요?! 대치시대 안될줄 알았는데 합격했다고 해서,,...
-
스카 강평ㅋㅋ 0
스카에서 강민철 듣고있는 애들보면 다가가서 강평 ㅋㅋ 외치고싶네 걍 강기분 책...
-
초밥 먹고 0
경우의 수 다 끝내야지
-
이감 6모 등급 0
이감 6모 대비로 나온거 온오프 거의 다 풀었는데 77~83으로 80점 위아래...
-
투표 5
ㄱㄱ
-
슬프구나
-
올리는 강사님 이미지 정병훈 유대종 또있나요>?? 꾸준히 강의 집필 계획서 주단위로...
-
강대x 0
확통 저만 어려웠나요? 실모 풀 때 그래도 다맞는편인데 이번엔다 안풀리더라구요. ㅠㅠ
-
뭔가 학원 끝나고 해질녘에 들어오면 막 뿌듯하고 오늘도 열심히 산 거 같고 그러지...
-
ㄹㅇ
-
단과수업에서 문학 비중이 독서보다 많나요?
-
오늘 기분 ㅈ같았던 거 17
1. 킬캠 1회 80점 뜸ㅋㅋㅋ 2. 킬캠 1회에 13번 문제가 내 9평 대비...
-
진짜로 1
☆대한민국 공신 출산율 높이는 법☆ 출산율 댄스 챌린지 여성 1년 조기 테크 남성...
-
[속보]대통령실 “북한이 감내하기 힘든 조치들 착수할 것” 2
대통령실이 북한의 최근 오물 풍선 살포와 GPS 교란 행위를 "정상 국가로서는...
-
6평 언제임 3
응시안해서 언제치는지ㅁㄹ
-
필수임??너무 걍 지 ㅈ대로 막공부하는데 영어 유기 2달차고
-
세상은 불공평해
-
연애하는법 2
을 오르비에서 찾으려고 하셨다면 위기입니다
-
크로녹스 베이직 0
으로 노베가 독학 ㄱㄴ?
꾸준하시네요..
아.. 섰다
끼요옷
1.2 == 1.2
이 과목을 들으면 왜 이렇게 되는지 알 수 있습니다.
제발 갈등 메타 이딴 글 메인으로 올리지 말고
이런 칼럼 좀 메인으로 올립시다!!