이진 데이터
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1. 개요
이진 데이터는 두 가지 가능한 값만을 가지는 데이터를 의미하며, 수학, 통계학, 컴퓨터 과학 등 다양한 분야에서 활용된다. 수학 및 조합론에서는 비트와 부울 대수를 통해 표현되며, 통계학에서는 두 가지 값 중 하나를 나타내는 범주형 데이터로 사용된다. 컴퓨터 과학에서는 텍스트 형식이 아닌 모든 데이터를 지칭하며, 0과 1의 전압 레벨로 저장된다.
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2. 수학 및 조합론적 기초
이산 변수는 단 하나의 상태만 가질 수 있으며 0 정보를 포함하고, 2는 1 다음의 자연수이다. 이것이 단 두 개의 가능한 값을 가진 변수인 비트가 표준 기본 정보 단위인 이유이다.
''n'' 비트의 모음은 2''n'' 상태를 가질 수 있다. 자세한 내용은 이진수를 참조하라. 이산 변수 모음의 상태 수는 변수 수에 지수적으로 의존하고, 각 변수의 상태 수에 따라 멱법칙으로만 의존한다. 10비트는 3개의 십진수(1000)보다 더 많은(1024) 상태를 갖는다. 10''k'' 비트는 3''k'' 십진수를 필요로 하는 정보(숫자 또는 기타)를 나타내기에 충분하므로 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10... 상태를 가진 이산 변수에 포함된 정보는 두 배, 세 배 또는 네 배 더 많은 비트를 할당하여 언제든지 대체될 수 있다. 따라서 2 외에 다른 작은 숫자를 사용하는 것은 이점을 제공하지 않는다.
또한 부울 대수는 명제 변수 모음의 의미를 갖는 비트 모음에 편리한 수학적 구조를 제공한다. 부울 대수 연산은 컴퓨터 과학에서 "비트 연산"으로 알려져 있다. 부울 함수는 또한 이론적으로 잘 연구되었으며, 컴퓨터 프로그램 또는 디지털 전자의 소위 논리 게이트를 사용하여 쉽게 구현할 수 있다. 이것은 원래 이진이 아닌 서로 다른 데이터를 표현하기 위해 비트를 사용하는 데 기여한다.
2. 1. 비트와 정보 단위
이산 변수는 단 하나의 상태만 가질 수 있으며 0 정보를 포함하고, 2는 1 다음의 자연수이다. 이것이 단 두 개의 가능한 값을 가진 변수인 비트가 표준 기본 정보 단위인 이유이다.n 비트의 모음은 2n 상태를 가질 수 있다. 자세한 내용은 이진수를 참조하라. 이산 변수 모음의 상태 수는 변수 수에 지수적으로 의존하고, 각 변수의 상태 수에 따라 멱법칙으로만 의존한다. 10비트는 3개의 십진수(1000)보다 더 많은(1024) 상태를 갖는다. 10k 비트는 3k 십진수를 필요로 하는 정보(숫자 또는 기타)를 나타내기에 충분하므로 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10... 상태를 가진 이산 변수에 포함된 정보는 두 배, 세 배 또는 네 배 더 많은 비트를 할당하여 언제든지 대체될 수 있다. 따라서 2 외에 다른 작은 숫자를 사용하는 것은 이점을 제공하지 않는다.
또한 부울 대수는 명제 변수 모음의 의미를 갖는 비트 모음에 편리한 수학적 구조를 제공한다. 부울 대수 연산은 컴퓨터 과학에서 "비트 연산"으로 알려져 있다. 부울 함수는 또한 이론적으로 잘 연구되었으며, 컴퓨터 프로그램 또는 디지털 전자의 소위 논리 게이트를 사용하여 쉽게 구현할 수 있다. 이것은 원래 이진이 아닌 서로 다른 데이터를 표현하기 위해 비트를 사용하는 데 기여한다.
2. 2. 이진수
이산 변수는 단 하나의 상태만 가질 수 있으며 0 정보를 포함하고, 2는 1 다음의 자연수이다. 비트가 표준 기본 정보 단위인 이유는 단 두 개의 가능한 값을 가진 변수이기 때문이다.비트의 모음은 상태를 가질 수 있다. 이산 변수 모음의 상태 수는 변수 수에 지수적으로 의존하고, 각 변수의 상태 수에 따라 멱법칙으로만 의존한다. 10비트는 3개의 십진수()보다 더 많은() 상태를 갖는다. 비트는 십진수를 필요로 하는 정보(숫자 또는 기타)를 나타내기에 충분하므로, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10... 상태를 가진 이산 변수에 포함된 정보는 두 배, 세 배 또는 네 배 더 많은 비트를 할당하여 언제든지 대체될 수 있다. 따라서 2 외에 다른 작은 숫자를 사용하는 것은 이점을 제공하지 않는다.
또한 부울 대수는 명제 변수 모음의 의미를 갖는 비트 모음에 편리한 수학적 구조를 제공한다. 부울 대수 연산은 컴퓨터 과학에서 "비트 연산"으로 알려져 있다. 부울 함수는 또한 이론적으로 잘 연구되었으며, 컴퓨터 프로그램 또는 디지털 전자의 소위 논리 게이트를 사용하여 쉽게 구현할 수 있다. 이것은 원래 이진이 아닌 서로 다른 데이터를 표현하기 위해 비트를 사용하는 데 기여한다.
2. 3. 부울 대수와 비트 연산
3. 통계학
통계학에서 '''이진 데이터'''는 "A"와 "B" 또는 "앞면"과 "뒷면"과 같이 정확히 두 가지 가능한 값을 가질 수 있는 범주형 데이터로 구성된 통계적 데이터 유형이다. 이는 '''이분 데이터'''라고도 하며, 이전 용어는 '''양자 데이터'''이다. 두 값은 종종 일반적으로 "성공"과 "실패"라고 불린다. 범주형 데이터의 한 형태로서, 이진 데이터는 명목 데이터이며, 이는 값이 질적 특성을 가지며 수치적으로 비교할 수 없음을 의미한다. 그러나 값은 종종 1 또는 0으로 표시되며, 이는 단일 시행에서 성공 횟수를 세는 것에 해당한다: 1(성공…) 또는 0(실패); 계수 참조.
종종 이진 데이터는 두 가지 개념적으로 대립되는 값 중 하나를 나타내는 데 사용된다. 예를 들어:
- 실험의 결과("성공" 또는 "실패")
- 예/아니오 질문에 대한 응답("예" 또는 "아니오")
- 어떤 특징의 유무("존재" 또는 "존재하지 않음")
- 명제의 진실 또는 거짓("참" 또는 "거짓", "정확함" 또는 "부정확함")
그러나 개념적으로 대립되거나 공간의 모든 가능한 값을 개념적으로 나타내지 않더라도 두 가지 값만 가질 것으로 가정되는 데이터에도 사용할 수 있다. 예를 들어, 이진 데이터는 종종 미국의 선거에서 유권자의 정당 선택, 즉 공화당 또는 민주당을 나타내는 데 사용된다. 이 경우, 오직 두 개의 정당만 존재해야 할 이유는 없으며, 실제로 미국에는 다른 정당도 존재하지만, 그들은 매우 소수이므로 일반적으로 무시된다. 분석 목적으로 연속 데이터(또는 2개 이상의 범주의 범주형 데이터)를 이진 변수로 모델링하는 것을 이산화(이분법 생성)라고 한다. 모든 이산화와 마찬가지로, 이는 이산화 오류를 수반하지만, 목표는 오류에도 불구하고 가치 있는 것을 배우는 것이다. 즉, 현재 목적에 대해 무시할 만한 것으로 취급하지만, 일반적으로 무시할 수 있다고 가정할 수 없다는 점을 기억해야 한다.
3. 1. 이분 데이터와 양자 데이터
'''이진 변수'''는 두 가지 가능한 값을 갖는 이진 형식의 확률 변수를 의미한다. 독립적이고 동일하게 분포된 확률 변수(i.i.d.) 이진 변수는 베르누이 분포를 따르지만, 일반적으로 이진 데이터는 i.i.d. 변수에서 나올 필요는 없다. i.i.d. 이진 변수의 총 개수 (동등하게는 1 또는 0으로 코딩된 i.i.d. 이진 변수의 합)는 이항 분포를 따르지만, 이진 변수가 i.i.d.가 아닌 경우 분포는 이항 분포일 필요가 없다.3. 2. 이진 변수
'''이진 변수'''는 두 가지 가능한 값을 갖는 이진 형식의 확률 변수를 의미한다. 독립적이고 동일하게 분포된 확률 변수(i.i.d.) 이진 변수는 베르누이 분포를 따르지만, 일반적으로 이진 데이터는 i.i.d. 변수에서 나올 필요는 없다. i.i.d. 이진 변수의 총 개수 (동등하게는 1 또는 0으로 코딩된 i.i.d. 이진 변수의 합)는 이항 분포를 따르지만, 이진 변수가 i.i.d.가 아닌 경우 분포는 이항 분포일 필요가 없다.3. 3. 계수
범주형 데이터와 마찬가지로, 이진 데이터는 각 가능한 값에 대해 하나의 좌표를 작성하고, 발생하는 값에 대해 1을, 발생하지 않는 값에 대해 0을 세는 방식으로 벡터의 계수 데이터로 변환될 수 있다.[1] 예를 들어, 값이 A와 B인 경우, 데이터 세트 A, A, B는 (1, 0), (1, 0), (0, 1)과 같이 계수로 나타낼 수 있다. 일단 계수로 변환되면 이진 데이터는 그룹화될 수 있고 계수가 더해진다. 예를 들어, 집합 A, A, B가 그룹화되면 총 계수는 (2, 1)이 된다: 2개의 A와 1개의 B (3번의 시행 중).가능한 값이 두 개뿐이므로, 한 값을 "성공"으로, 다른 값을 "실패"로 간주하고, 성공 값을 1로, 실패 값을 0으로 코딩하여 ( "실패" 값에 대한 좌표가 아닌 "성공" 값에 대한 좌표만 사용) 단일 계수(스칼라 값)로 단순화할 수 있다. 예를 들어, 값 A를 "성공"으로 간주하면 (따라서 B는 "실패"로 간주됨), 데이터 세트 A, A, B는 1, 1, 0으로 표시된다. 이것이 그룹화되면 값들이 더해지는 반면, 시행 횟수는 일반적으로 암묵적으로 추적된다. 예를 들어, A, A, B는 1 + 1 + 0 = 2 성공 ( 3번의 시행 중)으로 그룹화된다. 반대로, n = 1 인 계수 데이터는 이진 데이터이며, 두 클래스는 0(실패) 또는 1(성공)이다.
i.i.d. 이진 변수의 계수는 이항 분포를 따르며, n은 총 시행 횟수(그룹화된 데이터의 점)이다.
3. 4. 회귀 분석
이진 회귀는 이진 변수인 예측 결과에 대한 회귀 분석으로 알려져 있다. 이진 데이터를 횟수 데이터로 변환하고 i.i.d. 변수(독립적이고 동일하게 분포된 변수)로 모델링하면(따라서 이항 분포를 갖음) 이항 회귀를 사용할 수 있다. 이진 데이터에 대한 가장 일반적인 회귀 방법은 로지스틱 회귀, 프로빗 회귀 또는 관련 유형의 이진 선택 모델이다.마찬가지로, 두 개 이상의 범주를 가진 i.i.d. 범주형 변수의 횟수는 다항 회귀로 모델링할 수 있다. i.i.d.가 아닌 이진 데이터의 횟수는 베타-이항 분포(결합 분포)와 같은 더 복잡한 분포로 모델링할 수 있다. 또는 일반화 선형 모형의 기법, 예를 들어 준우도 및 준이항 모델을 사용하여 출력 변수의 분포를 명시적으로 모델링할 필요 없이 '관계'를 모델링할 수 있다.
4. 컴퓨터 과학
현대 컴퓨터에서 이진 데이터는 높은 수준에서 해석되거나 다른 형태로 데이터 변환되지 않고 이진 형태로 표현된 모든 데이터를 의미한다. 가장 낮은 수준에서 비트는 플립플롭과 같은 쌍안정 장치에 저장된다. 대부분의 이진 데이터는 기호적인 의미를 갖지만( 무관심 제외) 모든 이진 데이터가 수치적인 것은 아니다. 일부 이진 데이터는 컴퓨터 명령어에 해당하며, 예를 들어 페치-디코드-실행 사이클을 따라 제어 장치에 의해 해독되는 프로세서 레지스터 내의 데이터가 이에 해당한다. 컴퓨터는 성능상의 이유로 개별 비트를 거의 수정하지 않는다. 대신 데이터는 고정된 수의 비트 그룹(일반적으로 1 바이트(8비트))으로 데이터 구조 정렬된다. 따라서 컴퓨터의 "이진 데이터"는 실제로 바이트 시퀀스이다. 더 높은 수준에서 데이터는 32비트 시스템의 경우 1 워드 (4바이트), 64비트 시스템의 경우 2워드 그룹으로 액세스된다.
응용 컴퓨터 과학 및 정보 기술 분야에서 "이진 데이터"라는 용어는 종종 특히 "텍스트 기반 데이터"와 대조되며, 텍스트 기반 형식으로 해석할 수 없는 모든 종류의 데이터를 지칭한다. "텍스트" 대 "이진" 구별은 때때로 파일의 의미 내용(예: 쓰여진 문서 대 디지털 이미지)을 지칭할 수 있다. 그러나 종종 파일의 개별 바이트가 텍스트로 해석 가능한지( 문자 인코딩 참조) 또는 해석할 수 없는지를 특별히 지칭한다. 이 마지막 의미가 의도될 때, 보다 구체적인 용어인 "이진 형식"과 "텍스트 형식"이 사용되기도 한다. 의미적으로 텍스트 데이터는 이진 형식으로 표현될 수 있으며 (예: 압축되거나 Microsoft Word에서 사용하는 doc 형식과 같이 다양한 종류의 서식 코드를 혼합하는 특정 형식의 경우) 반대로 이미지 데이터는 때때로 텍스트 형식으로 표현된다(예: X 윈도 시스템에서 사용되는 X PixMap 이미지 형식).
1과 0은 단지 두 개의 다른 전압 레벨일 뿐이다. 컴퓨터는 더 높은 전압에 대해 1로, 더 낮은 전압에 대해 0으로 이해할 수 있다. 두 개의 전압 레벨을 저장하는 방법에는 여러 가지가 있다. 플로피 디스크를 본 적이 있다면 강자성 물질 코팅이 된 자기 테이프를 찾을 수 있는데, 이것은 재료나 자기장을 통해 전류를 제거한 후에도 잔류 자기장을 제공하기 위해 특정 방향으로 정렬된 도메인을 갖는 상자성 물질의 한 유형이다. 자기 테이프에 데이터를 로드하는 동안 자기장이 한 방향으로 통과하여 도메인의 저장된 방향을 1이라고 부르고, 자기장이 다른 방향으로 통과하면 도메인의 저장된 방향이 0이다. 일반적으로 1과 0 데이터는 이런 방식으로 저장된다.[2]
4. 1. 이진 데이터의 표현
현대 컴퓨터에서 이진 데이터는 이진 형태로 표현된 모든 데이터를 의미한다. 가장 낮은 수준에서 비트는 플립플롭과 같은 쌍안정 장치에 저장된다. 대부분의 이진 데이터는 기호적인 의미를 갖지만, 모든 이진 데이터가 수치적인 것은 아니다. 일부 이진 데이터는 컴퓨터 명령어에 해당하며, 예를 들어 페치-디코드-실행 사이클을 따라 제어 장치에 의해 해독되는 프로세서 레지스터 내의 데이터가 이에 해당한다. 컴퓨터는 성능상의 이유로 개별 비트를 거의 수정하지 않고, 대신 고정된 수의 비트 그룹(일반적으로 1 바이트(8비트))으로 데이터 구조 정렬된다. 따라서 컴퓨터의 "이진 데이터"는 실제로 바이트 시퀀스이다.응용 컴퓨터 과학 및 정보 기술 분야에서 "이진 데이터"라는 용어는 "텍스트 기반 데이터"와 대조되며, 텍스트 기반 형식으로 해석할 수 없는 모든 종류의 데이터를 지칭한다. "텍스트" 대 "이진" 구별은 파일의 의미 내용(예: 쓰여진 문서 대 디지털 이미지)을 지칭할 수 있다. 그러나 종종 파일의 개별 바이트가 텍스트로 해석 가능한지 (문자 인코딩 참조) 여부를 특별히 지칭한다. 의미적으로 텍스트 데이터는 이진 형식으로 표현될 수 있으며 (예: 압축되거나 Microsoft Word에서 사용하는 doc 형식과 같이 다양한 종류의 서식 코드를 혼합하는 특정 형식의 경우) 반대로 이미지 데이터는 때때로 텍스트 형식으로 표현된다(예: X 윈도 시스템에서 사용되는 X PixMap 이미지 형식).
1과 0은 두 개의 다른 전압 레벨일 뿐이다.[2] 컴퓨터는 더 높은 전압에 대해 1로, 더 낮은 전압에 대해 0으로 이해할 수 있다.[2] 플로피 디스크는 강자성 물질 코팅이 된 자기 테이프를 가지고 있는데, 이것은 재료나 자기장을 통해 전류를 제거한 후에도 잔류 자기장을 제공하기 위해 특정 방향으로 정렬된 도메인을 갖는 상자성 물질의 한 유형이다.[2] 자기 테이프에 데이터를 로드하는 동안 자기장이 한 방향으로 통과하여 도메인의 저장된 방향을 1이라고 부르고, 자기장이 다른 방향으로 통과하면 도메인의 저장된 방향이 0이다.[2]
4. 2. 이진 파일
현대 컴퓨터에서 이진 데이터는 높은 수준에서 해석되거나 다른 형태로 데이터 변환되지 않고 이진 형태로 표현된 모든 데이터를 의미한다.[2] 가장 낮은 수준에서 비트는 플립플롭과 같은 쌍안정 장치에 저장된다.[2] 대부분의 이진 데이터는 기호적인 의미를 갖지만, 모든 이진 데이터가 수치적인 것은 아니다.[2] 일부 이진 데이터는 컴퓨터 명령어에 해당하며, 예를 들어 페치-디코드-실행 사이클을 따라 제어 장치에 의해 해독되는 프로세서 레지스터 내의 데이터가 이에 해당한다.[2] 컴퓨터는 성능상의 이유로 개별 비트를 거의 수정하지 않는다.[2] 대신 데이터는 고정된 수의 비트 그룹(일반적으로 1 바이트(8비트))으로 데이터 구조 정렬된다.[2] 따라서 컴퓨터의 "이진 데이터"는 실제로 바이트 시퀀스이다.[2] 더 높은 수준에서 데이터는 32비트 시스템의 경우 1 워드 (4바이트), 64비트 시스템의 경우 2워드 그룹으로 액세스된다.[2]응용 컴퓨터 과학 및 정보 기술 분야에서 "이진 데이터"라는 용어는 종종 "텍스트 기반 데이터"와 대조되며, 텍스트 기반 형식으로 해석할 수 없는 모든 종류의 데이터를 지칭한다.[2] "텍스트" 대 "이진" 구별은 때때로 파일의 의미 내용(예: 쓰여진 문서 대 디지털 이미지)을 지칭할 수 있다.[2] 그러나 종종 파일의 개별 바이트가 텍스트로 해석 가능한지( 문자 인코딩 참조) 또는 해석할 수 없는지를 특별히 지칭한다.[2] 이 마지막 의미가 의도될 때, 보다 구체적인 용어인 "이진 형식"과 "텍스트 형식"이 사용되기도 한다.[2] 의미적으로 텍스트 데이터는 이진 형식으로 표현될 수 있으며 (예: 압축되거나 Microsoft Word에서 사용하는 doc 형식과 같이 다양한 종류의 서식 코드를 혼합하는 특정 형식의 경우) 반대로 이미지 데이터는 때때로 텍스트 형식으로 표현된다(예: X 윈도 시스템에서 사용되는 X PixMap 이미지 형식).[2]
1과 0은 단지 두 개의 다른 전압 레벨일 뿐이다.[2] 컴퓨터는 더 높은 전압에 대해 1로, 더 낮은 전압에 대해 0으로 이해할 수 있다.[2] 두 개의 전압 레벨을 저장하는 방법에는 여러 가지가 있다.[2] 플로피 디스크를 본 적이 있다면 강자성 물질 코팅이 된 자기 테이프를 찾을 수 있는데, 이것은 재료나 자기장을 통해 전류를 제거한 후에도 잔류 자기장을 제공하기 위해 특정 방향으로 정렬된 도메인을 갖는 상자성 물질의 한 유형이다.[2] 자기 테이프에 데이터를 로드하는 동안 자기장이 한 방향으로 통과하여 도메인의 저장된 방향을 1이라고 부르고, 자기장이 다른 방향으로 통과하면 도메인의 저장된 방향이 0이다.[2] 일반적으로 1과 0 데이터는 이런 방식으로 저장된다.[2]
4. 3. 이진 데이터의 저장
현대 컴퓨터에서 이진 데이터는 이진 형태로 표현된 모든 데이터를 의미한다. 가장 낮은 수준에서 비트는 플립플롭과 같은 쌍안정 장치에 저장된다.[2] 컴퓨터는 성능상의 이유로 개별 비트를 거의 수정하지 않고, 고정된 수의 비트 그룹(일반적으로 1 바이트(8비트))으로 데이터 구조 정렬하여 처리한다.[2] 따라서 컴퓨터의 "이진 데이터"는 실제로 바이트 시퀀스이며, 더 높은 수준에서는 32비트 시스템의 경우 1 워드 (4바이트), 64비트 시스템의 경우 2워드 그룹으로 액세스된다.[2]파일의 개별 바이트가 문자 인코딩을 통해 텍스트로 해석 가능한지, 아니면 해석 불가능한지에 따라 "이진 형식"과 "텍스트 형식"으로 구분하기도 한다.[2] 의미적으로 텍스트 데이터는 이진 형식으로 표현될 수 있으며 (예: 압축되거나 Microsoft Word에서 사용하는 doc 형식과 같이), 반대로 이미지 데이터는 텍스트 형식으로 표현될 수 있다(예: X 윈도 시스템에서 사용되는 X PixMap 이미지 형식).[2]
1과 0은 두 개의 다른 전압 레벨을 의미하며, 컴퓨터는 더 높은 전압을 1로, 더 낮은 전압을 0으로 이해한다.[2] 플로피 디스크와 같은 저장 장치에서는 강자성 물질 코팅된 자기 테이프를 이용하여, 자기장의 방향에 따라 도메인의 정렬 방향을 1 또는 0으로 저장한다.[2]
5. 한국 사회와 이진 데이터
5. 1. 데이터 경제 활성화
5. 2. 빅데이터와 인공지능
5. 3. 디지털 격차 해소
참조
[1]
서적
Categorical Data Analysis
https://books.google[...]
Wiley
[2]
웹사이트
How do different types of Data get stored in form of 0 and 1?
https://www.deepcuri[...]
2022-08-18
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