정보) 컴퓨터공학과 과목 맛보기 - 2. 시스템프로그래밍(1)
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.
-
3~4시에 자면 그냥 피곤하지 않나? 2시 넘어가면 특별한 사유 땜에 뻐팅기는거...
-
얼버기 0
안뇽
-
뉴런+기코 조합이 대세였다 이 말이야~ 22살 23학번 틀딱 기준
-
기차지나간당 1
부지런행
-
얼버기^^ 4
다시 잘꺼임
-
용서해주겠니
-
조언 구합니다 1
영어,사문,국어or수학으로 3합8 맞추려고 하는데 국어랑 수학은 공부를 안 해봐서...
-
연애하는 사람이 '비정상' 인것이다
-
꼬순내챺챺퍼리퍼리빔을맞아버리다 > 비정상인코스프레하는이세계퍼리헌터 이제 좀 건전해진듯
-
반수 결심햇더니 인 팔아버리누
-
21수능 이후 입시 끝낸 한의대생입니다 방학 하고 심심해서 들어와봤어요 ㅎㅎ 진로,...
-
제목 그대로입니다 제가 기숙학원 들어가기 전에 꼭 연락해야 할데가있는데 까먹고...
-
왜냐고? 나도 알고싶진않ㄷ았다
-
ㅠㅠ
-
메디컬급 씹괴수들도 영어1이 잘없는거 보니 평가원이 잘못한게 맞다ㅇㅇ
-
시원하네요 오늘
-
ㅁㅌㅊ? 높공임
-
그지에요
-
ㄹㅇ
-
야심한밤의ㅇㅈ 10
웨클릭?
-
몇년만에 재르비하니까 재밌당 ㅎㅎ
-
이해원 시즌 1 3
6평 범위임?
-
어차피 반수지만 1학기는 성실히 했다
-
들어오느라 수고했음 이제 나가셈
-
학점 3.17이다 에라잇 씨이팔~
-
아무거나 다 괜찮을 듯
-
롤 하면서 밤 새야 ..
-
내맘대로 할수있음
-
츄ㅣ르비 무물 20
다른고도 가능
-
의사여서 하고싶은게 아니라 힘든사람들을 도와주고 많은 사람의 인생을 볼 수 있다는게...
-
가끔 그때 생각이 많이 나요 최근에 여행을 못가서 그런가
-
편하게 쉬고 싶음 ..
-
수국케인 근황 7
양자컴 분야 대회 우승
-
낼 죽으면 5
마니 마셔서 그런것
-
나를좀가꾸고싶음 자꾸 이상 속의 나와 현실의 나 사이의 괴리감이
-
6모 32555 에서 현타 씨게옴 약 20일정도 12시간씩 공부하고 작년 모고 쳐봄...
-
무물할래 4
암거나 심심해
-
반갑다 6
난 A+ 5개 대학을 부시고있는 허푸린이다
-
진짜 크구나... 6모기준 수학 3점 실수 하나만 안 했어도 서성한 자연과학에서...
-
의대 증원 확정으로 인해 내년 의대 반수가 쉬울 거라고 예상하시고 행복회로 돌리시는...
-
취하느듯 1
-
수1 수2는 시발점 강의를 다 돌렷구요 쎈b은 반 정도. 시발점 워크북은 2/3...
-
왜 여행가는 날 오는 거시냐.. (장마철임) 부탁하마..
-
작수 3
언미영물화 65 96 62 47 41 반수하는데 화학 사탐런??
-
이거 맞냐? 6
영어 커리큘럼 어케 할까?지금 션티 현강 듣고는 있는데 평일에 시간내서 가는거고...
-
잠안온다 4
ㅜ
-
보닌 현허ㅏㅇ 3
0.9 꼬기
-
불편하네
꾸준하시네요..
![](https://s3.orbi.kr/data/emoticons/orcon/020.png)
선 좋아요 후 감상아.. 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!!
![](https://s3.orbi.kr/data/emoticons/oribi_animated/016.gif)
전 1명이라도 봐주는 분이 있기만 하면 만족합니다..