BCD, EBCDIC, ASCII, 유니코드 등 각종 코드들에 대해 - 컴퓨터 자료(데이터)의 표현 방식

컴퓨터활용능력 자격증 필기 공부 중 각종 코드에 대해 어려운 내용들이 있어 정리해봤다.

1. 자료(데이터)의 구성 단위 (요약)

자료, 즉 데이터에 대해 알지 못하면 이번에 소개할 각종 코드들에 대해서 이해하기 어려우니 간단하게 정리해보겠다.

컴퓨팅에서 데이터(자료, data)는 단순한 사실 및 결과값을 말하는데, 이 데이터는 여러 종류의 논리적 구성 단위로 표현된다. 아래 표를 살펴보자.

비트(bit)->니블(nibble, 4비트)->바이트(byte, 8비트)->워드(word) ->필드(field)->레코드(record)->파일(file)->데이터베이스(database)

2. 문자 데이터의 표현

2-1. BCD(이진화 십진법)

문자 데이터는 보통 1~2바이트(8~16비트)의 용량을 가지는데, 이 중 라틴 문자는 1바이트(8비트)를, 비라틴문자와 특수문자는 2바이트(16비트)를 용량으로 가진다. 그러나 모든 문자 데이터를 1~2바이트(8~16비트)로 나타내는 것은 아니다.

 

컴퓨팅과 전자 시스템에서 이진화 십진법(Binary-Coded Decimal, BCD)는 각 자릿수가 고정된 수의 비트(보통 4, 8비트)로 표현되는 십진수에 대한 이진화 인코딩의 한 종류다. 대부분의 현대 컴퓨터 시스템이라고도 할 수 있는 바이트 지향 시스템에서 이 기술은 단일 바이트 내에서 2자리 숫자를 인코딩한다.

 

이진법 시스템과 비교하여 BCD는 반올림을 포함한 더 정확한 10진수 표현과 사람이 읽을 수 있는 표현으로 변환하기 쉽다는 장점이 있다. 그러나 기본적인 산술을 구현하는 데 필요한 회로가 복잡하고, 저장공간이 조금 덜 조밀하다는 단점이 있다.

BCD 중 자연 BCD(NBCD, Natural BCD)가 있는데, 이 인코딩 혹은 코드는 8421코드 혹은 8421인코딩라고도 불린다. 가장 기본적인 형태이니 잠깐 살펴보자.

십진법 수	NBCD 인코딩
	8	4	2	1
0	0	0	0	0
1	0	0	0	1
2	0	0	1	0
3	0	0	1	1
4	0	1	0	0
5	0	1	0	1
6	0	1	1	0
7	0	1	1	1
8	1	0	0	0
9	1	0	0	1

위와 같은 스킴(scheme)은 단순 BCD(SBCD, Simple BCD) 혹은 BCD 8421이라고도 부르며, 가장 일반적인 숫자 4자리를 사용하는 이진화 십진법의 인코딩이다.

 

그러나 BCD는 숫자만 나타낼 수 있는 것은 아니다. 이 표현 방식을 사용하면 영어 대문자와 특수 기호도 표현가능하다. 즉, 영어 소문자는 표현이 불가능하다.

존 비트		숫자 비트
영문자, 숫자 혹은 특수문자를 표시할 수 있게 하는 비트

기본적으로는 2자리의 존비트와 4자리의 숫자 비트로 구성되며 그래서 64(2의 6승)가지의 문자를 표현할 수 있다. 

이러한 BCD 시스템을 6비트의 부호만으로 숫자, 영어 대문자, 특수 기호로 표현한 것을 BCD 교환 부호(BCDIC)라고 한다.

BCD 교환 부호(BCDIC)						표현문자
존 비트		숫자 비트
0	0	0	0	0	1	1
0	0	0	0	1	0	2
0	1	0	0	0	1	A
0	1	0	0	1	0	B
0	1	1	0	0	0	H
0	1	1	0	0	1	I
1	0	0	0	0	1	J
1	0	0	0	1	0	K
1	0	1	0	0	0	Q
1	0	1	0	0	1	R
1	1	0	0	1	0	S
1	1	0	0	1	1	T
1	1	1	0	0	0	Y
1	1	1	0	0	1	Z

2-2. EBCDIC(확장 이진화 십진법 교환 부호)

바로 위에서 BCD와 BCDIC에 대해 정리했는데, 이번에 소개할 엡시딕(EBCDIC)도 그와 연관되어 있다. BCD 시스템을 6비트의 부호만으로 숫자, 영어 대문자, 특수 기호로 표현한 것이 BCD 교환 부호(BCDIC)라고 한다면, EBCDIC는 이 BCD 시스템을 확장해(extended) 8비트(1바이트)의 부호만으로 숫자, 영어 대문자, 특수 기호로 표현한 것을 EBCDIC라고 한다.

존 비트				숫자 비트

이전의 BCDIC는 존 비트가 2자리만 있었지만, 이 EBCDIC는 존 비트가 2자리 더 늘어 4자리가 되었다는 특징이 있다. 그 외 BCDIC와 EBCDIC의 숫자 비트의 자릿수는 4자리로 같다. 총 8자리에 숫자 0과 1을 기입할 수 있기 때문에 총 256(2의 8승)가지의 문자를 표현할 수 있다. 또 이 EBCDIC는 영어 대문자 뿐 아니라 소문자도 표현이 가능하다!

존 비트				숫자 비트				표현문자
0	0	0	0	0	0	0	0	0
0	0	0	0	0	0	0	1	1
0	0	0	0	0	0	1	0	2
0	0	0	0	0	0	1	1	3
0	0	0	1	0	0	0	0	16
0	0	1	1	0	0	1	0	22
0	1	0	0	1	0	1	1	.
0	1	0	1	0	0	0	0	&
1	0	0	0	0	0	0	1	a
1	0	1	0	1	0	0	1	z
1	1	0	0	0	0	0	1	A
1	1	1	0	1	0	0	1	Z

2-3. ASCII(미국 정보 교환 표준 부호)

아스키(ASCII)는 미국국가표준협회(ANSI)에서 개발한 전자통신용 문자 인코딩 표준이다. 컴퓨터(특히 개인용 PC), 데이터 통신과 같은 통신 장비의 텍스트를 나타낸다. 대부분의 현대 문자 인코딩 체계는 이 ASCII를 기반으로 하고 있으며, 이에 부응하기 위해 이전에 사용할 수 없었던 다양하고 많은 추가적인 문자(character)를 지원한다!

존 비트			숫자 비트

이 ASCII는 3개의 존 비트와 4개의 숫자 비트, 총 7비트로 구성되며, 128(2의 7승)가지의 문자를 표현할 수 있다.

2-4. UNICODE(유니코드)

유니코드(unicode) 혹은 유니코드 표준(Unicode Standard)은 세계 대부분의 문자 체계에서 표현되는 텍스트의 일관된 인코딩, 표현, 처리를 위한 정보기술(IT) 표준이다. 정말 정의 그대로 세계의 다양한 문자들이 문자 인코딩 되어 있으며, 문자 뿐 아니라 각종 기호나 이모지도 포함되어 있다. 경우에 따라 다르지만 일반적으로 16비트(2바이트) 체계를 사용하며, 최대 65536(2의 16승)자의 글자를 코드화할 수 있다. 한글은 조합형, 완성형, 옛글자 모두 표현 가능하다.

 

이렇게 길다면 길고 짧다면 짧은 대표적인 문자 인코딩 4가지를 정리해봤다. 마지막으로 정리된 표를 기재하며 글을 마치겠다.

문자 인코딩 종류	비트 구성 및 비트 수	특징
BCD	총 6비트(존 비트 2개+숫자 비트 4개)	64(2의 6승)자 영어 소문자 표현 불가능
EBCDIC	총 8비트(1바이트, 존 비트 4개+숫자 비트 4개)	256(2의 8승)자 영어 대소문자 표현 가능
ASCII	총 7비트(존 비트 3개+숫자 비트 4개)	128(2의 7승)자 대부분의 현대 문자 인코딩 체계의 기반 주로 개인용 PC, 통신용
유니코드	총 16비트(2바이트)	65536자(2의 16승)자 세계 대부분의 문자, 이모지, 기호 표현 가능 한글-조합형, 완성형, 옛한글 표현 가능