[CS] 비트 : 컴퓨터가 이해할 수 있는 가장 작은 정보의 단위

chandlerxx 2024. 4. 10. 23:53

는 컴퓨터가 이해할 수 있는 정보라고 말씀 드렸는데요. 그렇다면 데이터를 어떻게 표현할 수 있는지 살펴보겠습니다.

컴퓨터가 이해하는 가장 작은 정보 단위
binary(이진수) digit 의 줄임말로써, 0과 1로만 정보를 표현할 수 있습니다.
n개의 비트로 2^n 가지 정보 가능
- 예를 들어, 2개의 비트로 표현할 수 있는 정보 : 4가지( = 2^2)}
  ==> (0,0) (0,1) (1,0) (1,1)

데이터의 크기(용량)는 하기 테이블 참고 바랍니다.

비트보다 크고 바이트보다 작은 단위를 포함하여 중요한 단위도 참고해주세요.

`니블(nibble)` : 4 bit (1 바이트의 절반)
옥텟(octet) : 바이트와 같은 뜻. 전기통신 분야에서는 바이트 용어대신 사용하기도 함
`워드(word)` : CPU가 한번에 처리할 수 있는 데이터 크기 (참고)
ㄴ 흔히 사용하는 32비트 CPU(ARM) : 32비트 워드
ㄴ x64 CPU : 64비트 워드

모든 숫자를 0,1 만으로 커버하기엔 길이가 너무 길어져 비효율적입니다. 십진수와 십육진수가 만들어진 배경이기도 하죠.

8이라는 숫자를 이진수, 십진수, 십육진수로 표현하면 아래와 같습니다.

십육진수를 사용하는 이유는 간단합니다. 이진수에서 십육진수로 변환하기 쉽고, 반대(십육진수→이진수)로도 역시 쉽습니다.

변환할때는 하나만 기억하면 됩니다.십육진수 글자 하나를 이진수로 바꾸기 위해서 필요하려면 `4비트`가 필요하다. (2^4 = 16)

hex → binary
- 십육진수 각 글자별로 모두 이진수로 표현한다
- 해당 이진수를 순차적으로 나열한다.
- 1C(hex) = 000111000(binary)

※ binary → hex는 반대로 하면 되니, 생략하겠습니다.

이진수의 음수표현 : 2의 보수
- 2의 보수를 쉽게 구하는 방법은 '모든 0과 1을 뒤집고, 거기에 1을 더한 값' 입니다.
- 예를 들어, 1011의 음수표현(2의보수)는 0100 + 1 = 0101 이 되는 거죠.