0과 1의 세계 - 비트(bit)와 이진수(binary number)

"세상에는 오직 10가지 사람들이 존재한다. 이진수를 이해하는 사람들과 그렇지 않은 사람들."

→ 책에 나오는 걸 그대로 인용했는데 왜 10가지의 사람들이라 표현한 걸까..?

 

→ 들어가기 전에, 디지털 시스템은 데이터를 십진수가 아닌 이진수로 표현한다. 왜?

물리적 장치를 만들 때 두 가지 상태만 갖도록 하는 것이 열 가지 상태를 갖도록 하는 것보다 훨씬 쉬워, 10진수를 사용할 때보다 방대한 양의 데이터를 더 빨리 처리할 수 있기 때문.

 

 

 

▶ 비트(bit) : 이진 숫자(binary digit)

효승님의 발표자료에서 발췌 (감사합니다ㅎㅎ)

• 디지털 정보를 표현하는 가장 기본적인 방식이자, 컴퓨터가 처리할 수 있는 가장 작은 정보의 단위
• '0과 1' 두 가지 값만 가진다.
  • 두 개 값 중 하나를 선택하는 정보라면 무엇이든 비트 한 개로 인코딩하거나 표현 가능.
  • 여기서 무엇에 0과 1을 할당 할지는 합의를 통해 정하면 됨.
  • 켜짐 / 꺼짐
  • 참 / 거짓
  • 예 / 아니오
  • 높음 / 낮음
  • 위 / 아래

 

→ 그렇다면 더 많은 선택지는 표시하지 못하는 건가?

 

당연히 그럴리 없다. 이미 컴퓨터에는 복잡한 정보들이 넘쳐나지 않는가

 

→ 그럼 어떻게? 비트를 여러개 사용하면 된다!

• 1 bit는 '0과 1' 두 개의 값을 가지므로 비트가 N개씩 늘어날 때마다 값의 개수는 2eN씩 늘어난다.
• 1 비트에는 2개의 값을, 2비트에는 4개의 값을······ 저장할 수 있다.

 

 

 

참고) 2의 제곱과 10의 제곱

• 2의 거듭제곱 중 일부는 10의 거듭제곱에 가까운 값이고 규칙적이라, 2와 10의 거듭제곱을 연관지어 기억하면 비트와 관련된 큰 수를 암산하기에 좋다.
• 근데 이걸 암산할 일이 있을까....?

 

 

 

▶ 그렇다면 이진수로 대체 어떻게 표현되는 건데?

※ 아래는 예시일 뿐, 실제 메모리에 할당되는 과정은 아주 복잡.

(isMothol이라는 boolean 자료형을 할당할 때)

→  boolean 자료형인 True와 False는 각각 0과 1에 하나씩 대응 가능하므로 한 칸의 비트(1 bit)로 표현 가능.

→ 예) True = 0, False = 1

 

(myHand라는 3가지 가짓수를 가진 자료형을 할당할 때)

→ '가위, 바위, 보'의 3가지 가짓수를  가진 자료형의 경우, 2e1보다는 많고 2e2보다는 적으므로 두 칸의 비트(2 bit)로 표현 가능.

→ 예) 가위 = 00, 바위 = 01, 보 = 10

 

('월~일' 7가지 가짓수를 가진 요일 자료형을 할당할 때)

→ '월~일'의 7가지 가짓수를 가진 자료형의 경우, 2e2보다는 많고 2e3보다는 적으므로 세 칸의 비트(3 bit)로 표현 가능.

→ 예) 월 = 000, 화 = 001, 수 = 010, 목 = 011, 금 = 100, 토 = 101, 일 = 110

 

 

 

 

 

▶ 그렇다면 이진수를 왜 알아햐 하는 걸까? (+ 자료형)

→ 한정된 메모리(RAM) 안에서 용량을 초과하지 않고 많은 작업을 수행하기 위해선, 작업 상 다뤄야 할 데이터의 종류에따라 적절히 메모리 공간을 할당해야 한다.

• 변수를 선언할 때 데이터 종류(type)에 따라 메모리 크기가 할당 됨
• java를 예로 들면, 4byte인 int로 충분히 담을 수 있는 수를 8byte인 long 변수에 담아두면 메모리 낭비임.
  • int age = 20 할 거를 long age = 20으로 하지 말라.

 

 

 

 

▶ 그렇다면 0과 1로 구동 되는 컴퓨터는 어떻게 우리가 작성한 코드를 이해할 수 있는 걸까?

컴퓨터는 0과 1만 알아 들을 수 있지만, 그렇다고 우리가 0과 1로만 코드를 작성하진 않는다. 

• 컴파일 언어(java, ts 등)의 경우 컴파일 과정을 거쳐 컴퓨터가 읽을 수 있게 번역 되어 배포 되고,
• 인터프리터 언어(js, python 등)는 배포 된 후 인터프리터를 통해 기계어로 바로바로 통역되어 실행 된다.

자세한 건 여기를 참고하자.

 

 

 

 

 

 

 

[참고] 1일 1로그 100일 완성 IT지식

1일 1로그 100일 완성 IT 지식

[참고] https://www.youtube.com/watch?v=50N_NiDUKpw 

[참고] https://www.youtube.com/watch?v=5IRFJt1C5o4