1) 2진법
컴퓨터과학
컴퓨터 과학은 문제 해결에 대한 학문입니다.
문재 해결은 입력(input)을 전달받아 출력(output)을 만들어내는 과정입니다.
이러한 입력과 출력을 표현하기 위해선 모두가 동의할 약속(표준)이 필요합니다.
따라서 컴퓨터 과학의 가장 첫 번째 개념은 입력과 출력을 어떻게 표현하는지에 대한 표현 방법입니다.
2진법
우리가 일상에서 사용하는 0, 1, 2, 3,4, 5, 6, 7, 8, 9 총 10개의 기호로 표현하는 것이 10진법입니다.
하지만 컴퓨터는 오직 0과 1로만 글자, 사진, 영상, 소리와 같은 데이터를 표현하는 2진법을 사용합니다.
이와 같은 2진법은 전기를 켜고 끄는 방식으로 작동하는 컴퓨터에게 적합한 방법입니다.
컴퓨터에는 굉장히 많은 스위치(트렌지스터)가 있고 on/off 상태를 통해 0과 1을 표현합니다.
컴퓨터는 2진법에서 하나의 자릿수를 표현하는 단위를 비트(bit)라고 합니다.
비트
정보를 저장하고 연산을 수행하기 위해 컴퓨터는 비트(bit)라는 측정 단위를 씁니다. 비트는 이진 숫자(binary digit)의 줄임말이이며, 0과 1, 두 가지 값만 가질 수 있는 측정 단위입니다.
데이터를 여러 비트들로 나타냄으로써 두 가지 값만을 가지고도 많은 양의 정보를 저장할 수 있습니다.
또한 컴퓨터는 저장되어 있는 데이터를 수정하기 위해 수학적 연산을 수행할 수 있습니다.
비트열
하나의 비트는 0과 1, 이 두 가지의 값만 저장할 수 있습니다.
하지만 비트 한 개는 많은 양의 데이터를 나타내기에 턱없이 부족합니다. 그렇기 때문에 여러 숫자 조합을 컴퓨터에 나타내기 위해 비트열을 사용합니다.
바이트(byte)는 여덟 개의 비트가 모여 만들어진 것입니다. 비트 하나는 0과 1로 표현될 수 있기 때문에 2^8 = 256개의 서로 다른 바이트가 존재할 수 있습니다.
바이트가 모이면 더 큰 단위가 될 수 있습니다. 킬로바이트는 1,000 바이트, 메가바이트는 1,000 킬로바이트(1,000,000 바이트), 기가바이트는 1,000 메가바이트(1,000,000,000 바이트)입니다. 테라바이트는 1,000 기가바이트(1,000,000,000,000 바이트)이며, 심지어 페타바이트와 엑사바이트와 같은 더 큰 단위도 존재합니다.
하나의 비트로는 어떠한 값이 참인지 거짓인지, 예를 들면, 노트북이나 휴대전화가 충전 중인지 아닌지에 대한 정보만 컴퓨터에 저장할 수 있습니다. 하나의 바이트(8 bit)로 알파벳 하나를 표시할 수 있습니다.
더 큰 데이터 단위는 좀 더 복잡한 유형의 데이터를 저장할 수 있습니다. 오른쪽 표의 일부 예제를 보면 알 수 있듯이, 1 KB는 몇 문단의 문자를 나타낼 수 있고, 1 MB는 1분가량의 노래 파일의 크기와 같고, 1 GB는 약 30분 길이의 HD 영화 정도의 크기입니다.
