2. [C언어] 데이터의 표현 방식 - 2진수와 16진수 / 비트와 바이트

 

 

컴퓨터는 2진수를 기반으로 데이터의 표현 및 연산을 진행합니다.

그러므로 2진수를 이해해야 C, C++, Java 등의 

프로그래밍 언어를 정확하게 이해할 수 있습니다.

 

 

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1. 2진수란 무엇인가?

 

2진수란 0과 1 두 개의 숫자를 이용해서 수를 표현하는 방법입니다.

앞서 실행파일 생성 과정에서 말한 기계어의 표현과 동일한 것을 알 수 있습니다.

 

우리가 일상생활에서 쓰고 있는 것은 10진법입니다.

0  ~ 9까지 총 10개의 수를 이용해서 수를 표현하고 있죠.

 

예를 들어서 10진수인 23 2진수로 표현하게 되면

1 0111(2)로 표현할 수 있습니다.

1 + 2 + 4 + 8 + 16 = 23

 

 

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2. 그러면 16진수는 무엇인가?

처음 보는 단어여서 낯설게 느껴지실 수 있겠지만

2진수와 다를 바 없습니다.

 

2진수는 0과 1 2개 의 수로 숫자를 표현하는 방식이고

10진수는 0부터 9까지 10개의 수로 숫자를 표현하는 방식이라고 했습니다.

그러면 마찬가지로 16진수는 0부터 15까지 16개의 수로 숫자를 표현하는 방식입니다.

 

그런데 16개의 수로 숫자를 표현해야 되는데,

0부터 9까지의 숫자밖에 사용할 수 없으므로 문자 기호를 동원하여 수를 표현합니다.

 

문자 A = 10

문자 B = 11

문자 C = 12

문자 D = 13

문자 E = 14

문자 F = 15

 

10진수 23을 16진수로 표현하게 되면

F8(16)으로 표현할 수 있겠습니다.

8 + 15 = 23

 

 

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3. 16진수는 무엇 때문에 사용하는 것일까?

 

컴퓨터는 0과 1로 데이터를 표현하기 때문에 

2진수만 알면 되겠지 생각 할 수도 있겠지만,

 

숫자가 커지게 되면 2진수로 표현할 때, 길이가 길어져서

가독성이 떨어지게 되어 한 눈에 파악하기 힘들어집니다

 

16진수를 이용하면 2진수를 간단하게 표현 및 파악할 수 있게 됩니다.

왜냐하면 2진수 4개는 16진수 1개로 표현이 가능하기 때문입니다.

 

10진수 15

         2진수 1111(2)

16진수 F

 

따라서 2진수와 16진수 둘 다 익숙해질 필요가 있습니다.

 

 

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3. 데이터의 표현 단위인 비트(Bit)와 바이트(Byte)

 

비트는 컴퓨터가 표현하는 데이터의 최소 단위입니다.

2진수 값 하나를 저장할 수 있는 메모리의 크기를 뜻하는 단위입니다.

 

 

예를 들어 4비트의 경우 2진수 값 4개를 저장할 수 있습니다.

0000(2)

0001(2)

1111(2)

1 Bit

 

 

이 비트들을 8개 묶으면 바이트라는 단위가 구성됩니다.

0000 0001(2) = 8 Bits = 1 Byte

8 Bits = 1 Byte

 

 

비트와 바이트 외에도 

KB (키로바이트)

MB (메가바이트)

GB (기가바이트)

TB (테라바이트)

등의 단위가 있습니다.

 

 

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4. 32비트 환경과 64비트 환경

윈도우 운영체제에서 32비트 환경과 64비트 환경이 있고,

비주얼 스튜디오에서도 32비트, 64비트 두 가지 환경에서 작업을 할 수 있습니다.

 

이 차이는 무엇인지 한 번 알아보겠습니다.

 

 

윈도우 환경

 

비주얼 스튜디오

 

가장 큰 차이점은 CPU에서 처리할 수 있는 데이터의 양입니다.

 

한 번에 처리할 수 있는 데이터 : 32비트 환경에서는 한 번에 2의 32승

한 번에 처리 할 수 있는 데이터 : 64비트 환경에서는 한 번에 2의 64승

 

 

2의 32승은 약 42억 9천만 정도로,

4GB 정도 되기 때문에 32비트 환경에서는 메모리를 4GB까지만 사용할 수 있습니다.

이 이상 메모리를 넘게 장착하게 되면 32비트 시스템에서는 인식이 되지 않습니다.

0111 1111 | 1111 1111 | 1111 1111 | 1111 1111 (2)

 

 

2의 64승은 (2의 32승) X (2의 32승)

표현하기에도 엄청나게 큰 숫자가 나옵니다.

16EB (엑사바이트)라는 단위가 나오는데,

 

1TB -> 1PB -> 1EB

즉,

1PB = 1000 TB

1EB = 1000 PB

 

상상보다 엄청나게 큰 숫자를 인식할 수 있습니다.

0111 1111 | 1111 1111 | 1111 1111 | 1111 1111 | 1111 1111 | 1111 1111 | 1111 1111 | 1111 1111 (2)

(계산은 따로 하지 않겠습니다)

 

64비트 환경에서는 웬만한 컴퓨터에 장착된 모든 메모리를 활용할 수 있다고 해도 무방합니다.

 

 

 

 

이러한 차이점도 우리가 게임을 만들 때 중요하게 작용합니다.

고품질의 2D 텍스쳐, 3D 메쉬 등 리소스를 로드 할 때 많은 양의 메모리를 필요로 하므로,

메모리를 4GB밖에 사용 못하는 32비트 환경에서 개발 및 실행하기에는 무리가 있습니다.

 

비주얼 스튜디오 또한 4GB가 넘어가는 메모리를 넘어가게 되면 프로젝트가 터지게 되므로,

자신이 사용하는 리소스의 양을 고려해서 개발 환경을 선택하면 되겠습니다.