[CS50] 비트와 바이트 : 컴퓨터는 자료를 어떻게 처리할까?

edwith CS50강의를 보며 정리했습니다.

 

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● 비트

단위

정보의 최소 단위인 비트의 개념을 설명하려 한다. '손 들어', '불 꺼' 등과 같은 정보를 실생활에서는 컴퓨터 세계에서는 전기의 유무로 판단한다. True/False 등을 0,1 의 비트 개념으로 부호화할 수 있다. 하지만 하나의 비트로 쓰이는 것은 비효율적이기 때문에 최소 8개의 비트를 사용하여 하나의 문자를 표현한다. 즉, 1바이트(byte) 는 8비트(bit)로 이루어져 있다. 

하지만 1바이트도 유용하지는 않다. 우리가 일상생활에서 대화를 하거나 메시지, 메일을 보낼 때에는 여러 바이트가 필요하기 때문에 보통은 바이트의 단위가 아닌 킬로바이트(kb)의 단위로 사용을 하기 시작한다. 1kb는 1,000byte로 이루어져 있다. 사실 정확히 1,000byte는 아니고 2의 제곱으로 표현할 수 있는 1,024의 수치를 가진다. 1바이트가 8비트, 즉 2의 세제곱인 것처럼 말이다. 왜냐하면 0과 1로 이진 분류하면 판독과 표기가 쉽기 때문에 2의 제곱으로 표현한다.

우리가 메모리를 사서 컴퓨터에 꼽으면 막상 표기된 것보다 더 적은 용량의 메모리가 사용이 가능한 이유는 무엇일까? 
제조사는 kb를 법에 맞춰 1,000바이트의 개념으로 광고하고 컴퓨터는 크기를 1,024바이트의 단위로 계산하기 때문이다. 그래서 수를 1,000이 아닌 1,024로 나눈다면 계속해서 1GB가 아니라 900MB를 보게 되는 것이고 그 단위가 커질수록 차이도 크게 나게 되는 것이다. 단위가 하나씩 올라갈수록 크기는 1,000배씩 커진다.

우리가 문서를 작성하며 많은 글자수, 혹은 이미지/표 등을 넣게 되면 메가바이트의 용량을 차지할 수도있다. 1mb는 1,000,000byte로 이루어져 있다. 메가바이트의 다음 단위는 기가바이트(gb)이다. 이는 10억 byte와 같은 뜻이다. 만약 1GB의 용량이 있다는 것은 10억 바이트, 또는 80억 비트의 용량이 있다는 것과 같다.

기가바이트의 다음 단위는 테라바이트(TB)다. 이는 1조 byte와 같은 뜻이다. 이렇게 큰 단위의 메모리를 하드를 누가쓸까? 보통 서버에 이를 많이 사용한다. 구글과 같은 대용량의 데이터가 있는 사이트의 경우는 안전한 공간에 보관된 컴퓨터에 많은 양의 html과 웹페이지를 저장한다. 또한 요새는 사진 기술의 발달로 디지털 사진 파일의 크기도 증가하고 있기 때문에 사진을 저장하는 데 사용할 수도 있다. 기술의 발달에 따라 소비자들도 점점 더 큰 용량을 요구하고 있다.

더 큰 용량인 페타바이트와 엑사바이트도 존재하지만 아직 일반 소비자들에게는 거리가 먼 단위이다. (몇 년안에 달라질수도)

기억

보통 USB 메모리에는 하드 드라이브가 들어있지 않고, '플래시 기억장치'라는 것이 들어있다. USB에는 내부에 움직이는 부품이 없으며, 전기 신호로 자료를 저장한다.

우리가 자료를 분실하지 않기 위해서는 자료를 '백업'해야 한다. 즉, 자료를 분실할 것을 대비하여 지금 가지고 있는 것을 두 개씩 저장하고 있다는 것이다. 문제는 이 백업 자료를 저장하기 위해 점점 더 많은 돈을 지불해야 한다는 것이다.