제1장: 컴퓨터 시스템과 알고리즘

컴퓨터 과학($Computer Science$)은 단순히 코딩을 배우는 것이 아니라, 논리적인 사고를 통해 복잡한 문제를 효율적으로 해결하는 방법을 연구하는 학문입니다.

1. 하드웨어와 소프트웨어의 상호작용

컴퓨터는 크게 하드웨어와 소프트웨어로 구성되며, 이들의 조화로운 작동이 디지털 세계를 만듭니다.

2. 디지털 데이터와 2진법 (Binary)

컴퓨터는 모든 정보를 0과 1의 조합인 ==2진법==으로 이해합니다.

• Bit (비트): 정보의 최소 단위 (0 또는 1).
• Byte (바이트): 8개의 비트가 모인 단위 ($1 Byte = 8 bits$).
• 추상화: 숫자, 문자, 이미지, 영상 등 복잡한 데이터는 모두 2진수 데이터로 추상화되어 처리됩니다.

3. 알고리즘의 기초와 효율성

알고리즘($Algorithm$)은 특정 문제를 해결하기 위한 단계적인 절차입니다. 좋은 알고리즘은 시간과 공간을 적게 사용합니다.

• 시간 복잡도 ($Big-O$): 데이터가 늘어남에 따라 실행 시간이 얼마나 늘어나는지 나타내는 척도.
• 예시: $O(1)$ (상수 시간), $O(n)$ (선형 시간), $O(n \log n)$ (효율적인 정렬).

키 체크리스트

• 컴퓨터에서 데이터의 일시적인 저장과 빠른 처리를 담당하며 ‘작업 책상’에 비유되는 부품은 무엇입니까? (정답: 메모리, RAM)
• 컴퓨터가 이해하는 0과 1로 구성된 기수법의 이름은 무엇입니까? (정답: 2진법)
• 문제를 해결하기 위한 단계적 절차를 무엇이라 합니까? (정답: 알고리즘)