정보의 표현과 컴퓨터

2진수 11010은 1이 서 있는 자리의 가중치 16·8·2를 더해서 16＋8＋2＝26이다. 22와 24는 자리 가중치를 잘못 센 것이고, 28은 16＋8＋4처럼 0인 자리(4의 자리)를 잘못 더한 경우의 값으로 모두 잘못이다.

200을 16으로 나누면 몫 12(＝C) 나머지 8이므로 16진수로는 C8이 된다. BC는 10진수 188, D8은 216, E8은 232에 해당하여 모두 200이 아니다. 16진수의 1자리는 0〜9와 A(10)〜F(15)로 나타낸다는 것을 확인해 둔다.

2진수와 16진수는 4비트가 1자리에 대응한다. 10111100을 4비트씩 끊으면 1011＝B, 1100＝C이므로 BC가 된다. CB는 상위와 하위를 뒤바꾼 것, B4는 하위 4비트를 0100으로 잘못 읽은 것, DC는 상위를 1101로 잘못 읽은 경우의 값이다.

5＝00000101의 비트를 모두 반전하면 11111010, 여기에 1을 더한 11111011이 −5의 2의 보수 표현이다. 11111010은 반전만 한 1의 보수, 10000101은 부호 비트만 세운 잘못된 표현, 00000101은 ＋5이다.

접두어는 K(킬로)→M(메가)→G(기가)→T(테라)→P(페타)→E(엑사)의 순서로 커진다. 10진에서는 1,000배마다, 2진에서는 1,024배마다 1단계 올라간다. 다른 선택지는 M과 G, G와 T의 순서가 뒤바뀌어 있어 잘못이다.

8비트의 각 자리는 0이나 1의 2가지이므로 전체로는 2의 8제곱＝256가지 패턴을 나타낼 수 있다. 255는 부호 없는 정수의 최댓값(0〜255의 최대)이며 총수가 아니다. 128은 2의 7제곱, 512는 2의 9제곱으로, 비트 수를 잘못 센 것에 해당한다.

2진 소수의 자리 가중치는 0.5, 0.25, 0.125…이다. 0.625＝0.5＋0.125이므로 0.5의 자리와 0.125의 자리에 1을 세운 0.101이 된다. 0.110은 0.75, 0.011은 0.375, 0.100은 0.5에 해당하여 모두 0.625가 아니다.

1바이트는 8비트이므로 1,024바이트×8＝8,192비트이다. 1,024는 바이트 수 그대로, 2,048은 2배, 4,096은 4배만 한 값으로, 1바이트＝8비트라는 기본 환산을 잊으면 틀리기 쉽다.

부동소수점 표시는 실수를 가수부와 지수부의 조합으로 나타내는 방식으로, 한정된 비트 길이로 매우 넓은 범위의 수치를 다룰 수 있다. 정수 전용이 아니며 문자열 변환의 구조도 아니다. 또한 2진수로 다 나타낼 수 없는 값에는 반올림 오차가 생기므로 오차 없이 표현할 수 있다는 기술도 잘못이다.

UTF-8은 다국어 대응의 Unicode를 부호화하는 방식 중 하나로, 1문자를 1〜4바이트의 가변길이로 나타낸다. ASCII 범위는 1바이트로 그대로 나타낼 수 있어 호환성이 높다. 일본어 전용도 고정길이도 아니며, 7비트 코드는 ASCII의 설명이다.

ASCII는 7비트로 영숫자·기호·제어문자를 나타내는 기본적인 문자코드이다. 한자는 표현할 수 없으며, 한자를 다루는 것은 JIS 한자나 Shift-JIS 등의 멀티바이트 코드이다. Unicode의 부호화 방식은 UTF-8 등, 이미지의 압축 형식은 JPEG 등으로, 모두 ASCII의 설명이 아니다.

Shift-JIS는 일본어를 다루는 대표적인 멀티바이트 코드로, 1바이트의 영숫자와 2바이트의 한자·가나를 혼재하여 다룰 수 있다. 7비트 코드는 ASCII, 음성의 부호화는 PCM 등의 설명이다. 고정길이 4바이트라는 기술도 잘못으로, Shift-JIS는 1바이트 또는 2바이트의 가변길이이다.

JSON은 이름과 값의 쌍이나 배열을 사용하여 데이터 구조를 나타내는 경량 텍스트 형식으로, 시스템 간 데이터 교환에 널리 쓰인다. 쉼표 구분의 표 형식은 CSV, 태그로 구조를 기술하는 것은 XML이나 HTML, 인쇄 이미지를 유지하는 문서 형식은 PDF의 설명이다.

JPEG는 사람의 눈에 잘 띄지 않는 정보를 깎아 높은 압축률을 얻는 비가역 압축의 이미지 형식이다. PNG와 GIF는 원래 데이터로 완전히 되돌릴 수 있는 가역(무손실) 압축이며, BMP는 기본적으로 압축하지 않는 형식이다. 비가역 압축에서는 압축할 때마다 화질이 열화될 수 있다는 점도 눌러 둔다.

H.264는 동영상의 압축 부호화 규격으로, MPEG 패밀리의 규격으로서 널리 쓰이며 후속으로는 HEVC(H.265)가 있다. JPEG와 PNG는 정지 영상의 형식, WAV는 음성 데이터의 형식으로 동영상의 압축 부호화 규격이 아니다.

논리곱(AND)은 양쪽 입력이 1일 때만 1이 되므로 A＝1, B＝0에서는 0이다. OR은 어느 한쪽이 1이면 1, XOR은 입력이 다를 때 1이므로 둘 다 1이 된다. NAND는 AND의 부정이므로 AND＝0의 부정으로 1이 된다. 진리표로 확인하면 좋다.

표본화 정리(샘플링 정리)는 신호에 포함되는 최고 주파수의 2배 이상의 주파수로 표본화하면 원래 신호를 재현할 수 있다는 정리이다. 절반이나 같은 주파수로는 파형을 재현할 수 없다. 양자화 비트 수는 값의 세밀함(단계 수)을 정하는 것으로 표본화 주파수와는 다른 요소이다.

A/D 변환에서는 먼저 일정 간격으로 신호의 값을 꺼내는 표본화를 하고, 다음으로 꺼낸 값을 유한 개의 단계로 반올림하는 양자화, 마지막으로 그것을 2진수의 부호로 만드는 부호화를 한다. 표본화→양자화→부호화의 순서가 옳고, 다른 선택지는 순서가 뒤바뀌어 있다.

24비트 컬러는 1픽셀당 3바이트이므로 800×600×3＝1,440,000바이트, 약 1.44MB이다. 약 0.48MB는 1바이트/픽셀로 계산한 값, 약 2.88MB는 2배, 약 5.76MB는 4배의 잘못으로, 비트와 바이트의 환산을 틀리면 생기기 쉽다.

5대 장치 중 명령을 해독하여 각 장치에 지시를 내리는 제어장치와 연산을 실행하는 연산장치를 합친 것이 CPU이다. 입력장치·출력장치는 데이터의 입출력을, 주기억장치·보조기억장치는 데이터의 기억을 담당하는 장치로 CPU의 구성요소가 아니다.

RAID1은 미러링이라고 불리며 같은 데이터를 2대의 디스크에 기록하기 때문에 1대가 고장 나도 데이터를 잃지 않는다. RAID0은 스트라이핑으로 고속화만을 노리며 이중화가 없다. RAID5는 패리티를 분산 기록하는 방식, RAID6은 패리티를 이중으로 갖는 방식이다.

RJ-45는 유선 LAN(이더넷)의 UTP 케이블에 쓰이는 LAN 커넥터이다. USB는 전용의 각종 USB 커넥터, HDMI는 영상·음성용 HDMI 단자, RS-232C는 D-sub 9핀 등의 시리얼용 커넥터를 쓰며, 모두 RJ-45가 아니다.

배치 처리는 일정 기간 모은 데이터를 야간 등에 한꺼번에 일괄 처리하는 형태로, 월차 집계 처리 등에 알맞다. 리얼타임 처리는 요구에 즉시 응답하는 형태, 분산 처리는 여러 컴퓨터로 처리를 분담하는 형태, 온라인 처리는 네트워크 접속 아래 처리하는 형태이다.

소프트웨어는 하드웨어를 관리하는 OS, OS와 앱의 중간에서 공통 기능을 제공하는 미들웨어, 업무에 직접 쓰는 애플리케이션 소프트웨어로 분류된다. 스프레드시트 소프트는 애플리케이션, OS는 기본 소프트웨어, DBMS는 미들웨어로, 다른 선택지는 분류를 뒤바꾸고 있다.

진료기록의 입력 화면을 제공하는 것은 전자카르테 등 애플리케이션 소프트웨어의 기능이다. OS의 기능은 메모리 관리, 태스크 관리·프로세스 관리, 계층 파일시스템의 관리 외에 주변장치의 제어, 네트워크의 지원, 사용자 관리 등으로, 업무 처리 그 자체는 담당하지 않는다.

DBMS는 OS와 애플리케이션의 중간에 위치하여 데이터 관리 기능을 제공하는 미들웨어이다. 트랜잭션 처리 모니터와 운용관리 도구도 미들웨어에 포함된다. 웹 브라우저와 스프레드시트 소프트웨어는 애플리케이션 소프트웨어, Linux는 OS로 분류가 다르다.

스프레드시트 소프트웨어는 이용자의 업무에 직접 쓰는 애플리케이션 소프트웨어이다. 디바이스 드라이버는 주변장치를 제어하는 소프트웨어, 트랜잭션 처리 모니터(TP 모니터)는 미들웨어, 운영체제는 기본 소프트웨어로, 모두 애플리케이션으로는 분류되지 않는다.

스택은 후입선출(LIFO)의 데이터 구조로, 데이터의 추가와 꺼내기를 한쪽 끝에서만 한다. 큐는 선입선출(FIFO)로 처리 대기 행렬에 쓰인다. 선형 리스트는 요소를 포인터로 이은 구조, 이진 탐색 트리는 대소 관계에 따라 요소를 배치하는 트리 구조이다.

버블 정렬은 이웃한 요소의 대소를 비교하고 필요하면 교환하는 조작을 반복하여 정렬하는 기본적인 정렬 알고리즘이다. 퀵 정렬은 기준값보다 큰 그룹과 작은 그룹으로의 분할을 반복하는 고속 정렬법으로 방법이 다르다. 이진 탐색 트리와 선형 리스트는 데이터 구조이며 정렬 알고리즘이 아니다.

JavaScript는 웹 브라우저 위에서 동작하여 웹페이지에 움직임을 주는 대표적인 언어이다. 이름은 비슷하지만 Java와는 다른 언어로, Java는 주로 서버 측이나 업무시스템의 개발에 쓰인다. C는 OS나 임베디드 소프트의 개발에 쓰이는 언어, SQL은 데이터베이스를 조작하기 위한 언어이다.