비트 연산과 비트 패턴을 이해하기 위해서 자료형에 대한 이해가 필수적이다. 컴퓨터는 자료(Data)를 어떻게 기억할까? 램을 사용하기 때문에 보통 메모리라고 하면 램을 의미한다. 메모리는 1바이트 단위로 주소가 매겨져 있으며 운영체제마다 주소를 관리하는 방법이 다르다.
메모리의 최소 저장 단위는 비트(bit)다. 1비트는 0,1 중에서 한 개를 저장할 수 있는 크기다. 1비트가 두 개 모여서 만들어진 2비트는 0,1 중 한 개를 저장할 수 있다.
저장 단위가 1비트 증가 할 때마다 저장 단위는 2배로 늘어난다.
비트는 숫자 2개(0~1)중 하나, 2비트는 숫자 4개(0~3)중 하나, 3비트는 숫자 8개(0~7)중 하나를 저장 할 수 있는 크기다. 즉, 1비트 증가할 때마다 저장 단위가 2의 배수만큼 늘어난다.
비트 8개가 모이면, 새로운 단위를 사용하며 이것을 바이트라고 한다. 1바이트는 비트 8개로 이루어지며, 숫자 256(0~255)중 하나를 저장할 수 있는 크기다.
부호 비트를 사용하여 양수와 음수를 구별한다.
양수와 음수를 어떻게 구별할까? 컴퓨터는 이 문제를 해결하기 위해 부호비트가 존재한다.
Sign bit는 (0:양수 1:음수)를 표현한다. 나머지 7비트는 양수일 때, 128개(0~127) 중 하나, 음수 일 때, 숫자 128개(-128 ~ -1)중 하나를 저장할 수 있는 크기다. 즉, -128 ~ 127사이의 숫자 중 하나를 저장한다.
예를들어,
1. 부호를 고려하는 1바이트에서 각 비트의 값이 0 1 1 1 1 1 1 1이라면, 양수 최댓값을 의미하기 때문에 숫자 값은 127이다.
2. 1바이트의 각 비트 값이 1 0 0 0 0 0 0 0이라면 음수 최솟값을 의미하기 때문에 숫자 값은 -128이다.
