컴퓨터는 왜 2진법을 사용할까? 우리는 0101의 세상에 살고 있다

컴퓨터는 왜 2진법을 사용할까? 우리는 0101의 세상에 살고 있다

 

뇌를 채워줄 은덩어리 지식들 은근한 잡다한 지식입니다

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0101

0101에 대해 생각해본 적 있나요

어떤 것이 끝나고 다시 새롭게 시작될 때
우리는 그것을 숫자 1로 표현하곤 합니다

한 해의 끝
12월 31일이 끝나고
새로운 해가 시작될 때도
새로운 달 1월
새로운 일 1일 해서
0101로 시작되죠

이 영상을 보시는 모든 분들의 새로운 시작을 응원합니다
모두 새해 복 많이 받으세요

https://youtu.be/FGDCyBvOLFo

 

 

0101은 1월 1일을 의미하는 것이기도 하지만
수학에 관심이 있거나 컴퓨터에 관심이 있는 분이라면
숫자 5라고 생각할 수도 있습니다

우리는 보통 0부터 9까지의 숫자를 사용해서
수를 표현합니다
이것을 10진법이라고 하죠

지금 보이는 숫자가 10진법으로 표현되었다면
오른쪽부터 1의 자리가 6개
10의 자리가 2개
100의 자리는 0개
1000의 자리가 2개 해서
전부 더하면 2026이라는 숫자가 됩니다

10진법은 사람의 손가락이 10개이기 때문에
사용하게 되었다는 이야기가 있습니다

반면 0과 1 두 개의 숫자만을 사용해서
수를 표현하는 것을
2진법이라고 합니다

2진법은 각 자리가 2의 거듭제곱이 되는데
지금 보이는 숫자가 2진법으로 표현되었다면
오른쪽부터 2의 0승인 1의 자리가 1개
2의 1승인 2의 자리는 0개
2의 2승인 4의 자리가 1개
2의 3승인 8의 자리가 0개 해서
전부 더하면 5라는 숫자(10진법)가 됩니다

이처럼 2진법은 계산하기 어렵기도 하고
숫자가 한눈에 들어오지도 않아
일상생활에서 쓰이지 않지만

컴퓨터는 2진법을 사용하고 있습니다

컴퓨터는 크게 키보드나 마우스 같은 입력 장치
모니터 같은 출력 장치
그리고 CPU 같은 처리 장치로 나눌 수 있습니다

CPU에는 트랜지스터라고 불리는 반도체가
수억 개, 수십억 개 있는데
바로 이 반도체가 2진법을 처리하고 계산하는 역할을 합니다

트랜지스터에 전기 신호가 들어오면 1
들어오지 않으면 0으로 처리합니다

예를 들어 10진법 숫자 1은 이렇게 처리되고
숫자 2는 이렇게 처리되고
숫자 10은 이렇게 처리되는 것이죠

그림도 마찬가지입니다
흑백 그림의 경우 흰색은 1 검은색은 0으로 처리하고
색깔이 있는 경우 특정 색깔에 해당되는 값이
2진법으로 처리됩니다

문자 역시 해당되는 값이 2진법으로 처리됩니다

그런데 이렇게 2진법으로 처리되면
10진법으로 처리할 때보다
숫자의 단위가 커질 수밖에 없어
더 비효율적인 것처럼 보입니다

그래서 처리 속도가 더 느려지는 것 아닌가?
하는 생각이 들 수 있지만

컴퓨터는 2진법을 사용하는 것이
훨씬 더 효율적입니다

컴퓨터는 전기로 작동하는 것인데
10진법을 사용할 경우
전기 신호를 10단계로 구분해야 합니다

전기 신호가 들어오지 않을 때 0
아주 조금만 들어왔을 때 1
그보다 더 들어왔을 때 2
조금 더 들어오면 3
이런 식으로 말이죠

이때 전기 신호를 정확하게 구분하지 못하면
오류가 발생하게 될 수 있습니다

반면 2진법을 사용하면
전기 신호가 들어오지 않을 때 0
들어왔을 때 1로만 처리하면 되기 때문에
아주 단순해 오류가 발생할 확률이 거의 없습니다

그래서 컴퓨터는 2진법을 사용하는 것입니다

컴퓨터뿐만 아니라 스마트폰도 2진법을 사용하고
우리가 사용하는 각종 디지털 기기 역시 2진법을 사용합니다

또 현재 우리 세계를 휩쓸고 있는 AI 역시
2진법을 사용해 학습하고 계산합니다

이제 우리는 이런 기기들 없이 살아갈 수 없기 때문에
0과 1로 구성된 곳에 살고 있다고 말해도 과언이 아닐 정도이죠

오늘이 지나고 내일이 되면 1월 2일이 됩니다
하지만 우리는 여전히 0101의 세상에 갇혀
매일매일을 살아가고 있는지도 모르겠습니다