요약

• 비트는 0 또는 1의 상태, 바이트는 보통 8비트의 묶음.
• 컴퓨터는 2진수 체계로 데이터를 표현하고 처리하며, 사람이 이해하기 쉬운 형태로 10진수, 16진수가 사용됨.
• 컴퓨터 내부 구조 및 소프트웨어 동작 방식은 바로 이러한 수 체계 위에 놓여 있음.

실무적 의미

비트 → 바이트 → 워드 확장 관계

2진수의 자리값(가중치) 구조

예시 101101₂ 의 각 자리별 가중치 합 = 45₁₀

참고자료

• Bits and Bytes – W3Schools

비트와 바이트, 2진수·16진수 표현

개요

컴퓨터 내부에서는 비트(bit) 단위로 데이터를 표현하고 처리합니다.
여기서 비트 = 0 또는 1 이며, 여러 비트를 묶어 바이트(byte) 등의 단위로 사용합니다.
2진수, 16진수 등은 사람이 이해하기 쉬운 형태로 이러한 비트 데이터를 표현하는 수 체계(number system) 입니다.

1. 비트 (bit)와 바이트 (byte)

• 비트(bit)는 컴퓨터에서 표현 가능한 최소 단위로, 일반적으로 0 또는 1 두 가지 상태입니다.
• 바이트(byte)는 보통 8비트(bit)로 구성되며, 하나의 바이트로 0부터 255 범위의 숫자 혹은 하나의 문자(예: ASCII) 등을 표현할 수 있습니다.
• 예컨대 10001011₂ (2진수) 는 하나의 바이트로 해석될 수 있으며, 이 값은 139 또는 -117 등 여러 의미로 사용될 수 있습니다.

2. 진수 체계 (Number Systems)

2.1 10진수 (Decimal)

사람이 일상적으로 사용하는 수 체계로, 0~9까지 열 가지 숫자를 사용하며 자리값은 10의 거듭제곱으로 증가합니다.

2.2 2진수 (Binary)

컴퓨터는 전기 신호(켜짐 vs 꺼짐)로 데이터를 표현하기 때문에, 두 가지 상태(0,1)를 이용한 기수 2(radix 2) 체계를 사용합니다. 각 자리(왼쪽에서 오른쪽)에는 2⁰, 2¹, 2² … 등으로 가중치가 주어지고, 비트가 1일 경우 해당 가중치를 합산해 값을 구합니다.

예:

100101₂ = (1 × 2⁵) + (0 × 2⁴) + (0 × 2³) + (1 × 2²) + (0 × 2¹) + (1 × 2⁰)
= 32 + 0 + 0 + 4 + 0 + 1
= 37₁₀

2.3 16진수 (Hexadecimal)

기수 16(radix 16)을 사용하는 체계로, 0~9 숫자와 A(10)~F(15) 문자를 사용합니다.
4비트(bit)가 하나의 16진수 자리로 변환 가능하므로, 2진수 ↔ 16진수 간 표현이 매우 편리합니다. 예: 1111011011₂ → 3DB₁₆ (그룹화된 4비트 단위로 계산)

3. 컴퓨터 구조 관점에서의 의미

• 프로그램은 궁극적으로 기계가 이해하는 0과 1의 조합으로 변환되어 실행됩니다.
• 메모리, 저장장치, 네트워크 등 컴퓨터 내부의 많은 시스템이 비트 수준(bit-level) 으로 데이터를 표현하고 처리합니다.
• 따라서 컴퓨터 과학(CS) 학습에서는 자료가 어떻게 “저장되어”, 어떻게 “표현”되고, 어떻게 “처리되는가”를 이해하는 것이 매우 중요합니다.

4. 변환 계산 예제

🔹 ① 2진수 → 10진수

101101₂ = (1×2⁵) + (0×2⁴) + (1×2³) + (1×2²) + (0×2¹) + (1×2⁰)
= 32 + 0 + 8 + 4 + 0 + 1
= 45₁₀

🔹 ② 10진수 → 2진수

10진수 45를 2로 나눈 나머지를 역순으로 읽습니다.

👉 역순으로 읽으면 101101₂

🔹 ③ 2진수 ↔ 16진수 변환

4비트씩 묶어서 1 개의 16진수로 표현합니다.

예) 101101₂ → 0010 1101₂ → 2D₁₆