컴퓨터공학 1진수와 2진수

전자와 2진수의 관계

 

(1) 전자 

- 가 전자  + 양성자 이 두개의 특징은 서로 끌어당긴다. 

- 라는 전자가 서로 끌어당기는 힘 때문에 위치가 바뀐다.

-가 계속 위치가 변경이 되는데 이게 전자의 이동이다.

전자가 이렇게 흐르면 전류가 흐른다고 한다. 전자의 흐름으로 전자가 이동하는거기 떄문에

전류가 흐른다.

전류는 어디서 잘 흐를까요? 전기선에서 전류가 흐른다.

 

하지만 전류가 흐르는거로는 제어하는것은 힘들다. 

전류가 흐르면 먼가의 전기를 흘릴 수 있고 먼가에 흘리지 않을 수 있는 이 두가지밖에 못한다.

 

(2) 반도체란 무엇인가?

부도체 란 전류가 흐르지 않는것을 말한다.

도체는 전류가 잘흐르는 물질을 말한다. 

도대체 반도체는 무엇인가? 전류가 잘흐를 수 도 있고 전류가 잘 안흐를 수도 있다.

그것이 왜냐하면 반도체의 특징 떄문이다. 반도체는 온도에 의존성을 가지고 있다.

온도가 급격하게 올라가면 뜨거워지면서 전류가 잘흐르지 않게 되고

온도가 떨어지면 전류가 잘흐르게 된다. 

그러면 반도체라는 애는 온도라는애를 통해서 전류를 흐르게 할 수 도있고 잘흐르지 않게도 할 수 있고

이런식으로 제어를 할 수 있다.

 

예를 들어 큰 회사에 전산실이 있는데 그 전산실에 컴퓨터가 엄청 많다. 

그 컴퓨터는 열이 난다. 열이 나게 되면 컴퓨터는 반도체로 만들어져 있어서 전류의 흐름이 줄어든다.

전류의 흐름이 줄어들면 먼가 컴퓨터의 작동을 잘못할 수 있다.

전산실에서는 전류의 온도가 올리거나 온도를 내리거나 그런 목적이 중요한것이 아니라

온도를 유지하는것이 중요한데 대부분 에어컨을 설치한다. 에어컨 자체도 온도를 낮추기 위해서

전산실 내부를 펜을 가지고 있다. 

이러한 것들이 온도에 굉장히 민감하다.

 

(3) 2진수 

반도체를 통해서 우리가 할 수 있는것은 2진수 처리를 할 수 있다.

 

반도체를 하나의 네모 박스라고 생각해보자! 

이 반도체에 전류를 흘리게 되면 애가 전류를 받을 수도 있고 안받을 수도있는 

2가지의 경우의 수가 생긴다. 

첫번쨰 경우의 수는 전류를 받거나 ( 1) , 전류를 받지 않거나 ( 0 ) 

1이 들어오게되면 먼가를 하면 된다. 먼가 기계가 있으면 

전류가 들어왔으니까 기계를 작동시키고 안들어왔으면 기계를 작동시키지 않는다.

 

2진수는 표현할 수 있는 단위가 1 아니면 0 이다. 2가지 경우의 수를 나타낼 수 있고

네모난 박스가 0 아니면 1을 표현할 수 있기 때문에 컴퓨터에서 표현하는

가장 작은 단위 bit라고 한다. 

 

 

(4) 선풍기 

선풍기가 있으면 선풍기에 2개의 버튼이 있고 이곳에 전류를 흘러서 내부적으로

0이 들어오면 끄고, 1이 들어오면 킬 수 있다. 

1bit로는 단순하거 밖에 못한다. 왜냐하면 2가지 경우의 수 밖에 표현을 못하기 떄문에 

 

그래서 조금더 많은 경우의 수를 표현하기 위해서는 bit가 늘어나야한다.

버튼 4개가 있다. 

끄는 버튼, 미풍, 약풍 ,강풍 이렇게 있으면 전류가 들어올떄에 내부에서 

이 4가지를 표현하기 위해서는 1bit로는 표현 못하고 bit가 2개가 되야한다.

 

00을 OFF , 01을 미풍, 10 약풍 , 11 강풍으로 할 수 있다.

이렇게 4가지를 표현 할 수 있는애는 최소 2bit여야만 한다.

 

그래서 전류가 들어오면 흐르는데 계속 흐르면서 내려간다.

반도체면 이쪽으로는 안흐르게 이쪽으로는 안흐르게 양쪽으로는 다흐르게 이렇게 제어를 해서

전류를 받을 수 있다. 

 

그러면 만약에 8가지의 기능을 하는 무언가가 필요하다면? 

bit가 최소 3개가 필요하다. 

그래서 경우의 수마다 몇 bit가 필요한지 어떻게 계산하냐면

하나의 박스 2개의 경우의 수를 나타내고 박스의 개수는 3개니까

 2의 3승으로 표현해서 8이라고 한다.

(5) 캐패시터  ( 축전지 ) 

네모낳게 해서 생겼는데 엄청나게 큰 이 부분에 무엇을 할 수 있냐면 

전류를 일시적으로 담아둘 수 있다. 

원래 전류라는건 흐르는데 애는 전류를 일시적으로 담아 둘 수 있다.

왜냐하면 유전체라는것이 안에 있기 때문이다. 

 

유전체는 전기 부분이라서 중요하지 않지만 유전체라는게 내부에 있어서

캐패시터는 전류를 일시적으로 담아둘 수 있다. 

배터리같은걸로 사용할 수 있다. 

일시적으로 담아둘 수 있어서 일시적 배터리 용도로만 사용할 수 있다.

캐패시터로 무엇을 할 수 있냐면 컴퓨터에는 메모리라는게 있다.

 

메모리에 데이터를 저장할 수 있는 공간들이 있다.

이것들이 DRAM이라고 부르는데 다양한 RAM들이 있다.

애(DRAM) 는 축전지로 만들어져 있다.  그래서 전류를 일시적으로 담아 둘 수 있다.

전류를 일시적으로 담아 둘 수있다는것은 일시적으로 1을 담아 둘수 있다는것은

데이터를 저장할 수 있는 개념이다.

 

박스가 여러가지가 있는데 어느정도 시간동안 1 1 0 을 담아 낼 수 있으면 

이 3개 만 본다면 2 + 4 니까 6이라는 데이터를 저장하고 있는 것이다

 

이런식으로 데이터를 저장할 수 있는데 이 특징은 머냐면 일시적으로 담아두고 나서

어느정도 시간이 지나면 애들이 공기중으로 소멸 된다. 

그래서 RAM은 항상 무엇을 해야하냐면 전류가 공급되어야하고 

데이터가 축전지를 통해 저장이 되고 어느정도 시간이 지나면 데이터가 날라가기 떄문에

Refresh를 해야한다. 다시 전류를 공급해서 이 축전지에 일시적으로 담아 둘수 있는 

이 배터리 축전지 다시 전기를 가해서 데이터를 유지할 수 있게 해야한다.

이게 메모리이다!