컴퓨터 속 수학

안녕하세요? ITLover0의 homcorn 입니다.

 

오늘은 지지난 포스트에 예고했던대로 화소와 bit에 대하여 이야기 해보겠습니다.

 

지지난 포스트에는 그저 화소가 무엇인지 그리고 bit와 이진법에 대하여 자세하게 설명드린다고  말씀드렸죠? 그런데 왜 컴퓨터 속 수학이냐고요? 이진법 때문에 수학이라고 쓴 것 입니다.

 

화소와 bit에 대하여 넘어가기전에 이진법이 무엇인지 알고 가면 좋겠죠? 이진법은 컴퓨터 소프트웨어를 이루고 있는 숫자들 입니다. 우리는 1부터 10까지, 그 이후는 20, 30 으로 해서 십진법으로 하죠? 컴퓨터는 0과 1로만 이루어진 이진법을 사용합니다. 이 이진법은 컴퓨터가 꺼져있다는 신호와, 켜져있다는 신호에서 유래 되었어요. 그리고 장점은 분명히 있죠. 그중 하나가 오답 고치기 입니다. 컴퓨터는 0아니면 1의 값을 가진 코드로 짜여 있기 때문에 오류가 있다면 그 외에 답으로 바로 고치면 됩니다. 즉 0이라고 결과가 나왔는데 그 값이 틀리면 1로 고치면 되는 것이죠. 컴퓨터는 0은 꺼져있다, 1은 켜져있다 라고 이해하면 쉽습니다. 컴퓨터는 손가락을 2개가진 외계인 이라고 생각하면 편합니다. 그러므로 손으로 1과 2로만 판단한다고 생각을 하면 쉽습니다. .(실제 컴퓨터는 1과 2가 아닌 0과 1 이겠죠.) 자 이제 이진법이 무엇인지 알았으니 다음으로 넘어갑시다.

이진법

 

다음은 bit의 개념입니다. Bit(비트)란 컴퓨터가 0과 1을 쓰는 최소 단위입니다. 1bit면 그 안에 0또는 1 1개가 들어가 있는 것이죠. 1001은 4 bit, 011001은 6 bit가 되는 것이죠. 이 bit들이 모여서 byte(바이트)가 됩니다. 8개의 bit가 모여 1byte 가 됩니다. 정리하자면 1byte당 8bit, 1bit당 1또는0 1개 입니다. 그러면 1byte가 이루어질 수 있는 경우의 수는 몇 일까요? 2x2x2x2x2x2x2x2, 즉 2^8이므로 256가지 입니다. 와 1byte를 이루는 0과 1이 256개나 되네요! 우리가 흔히 말하는 MB와 GB도 다 여기서 나온 것 입니다. 1MB는 1byte 백만개, 1GB는 1MB 1024개 인 것이죠.

 

자 이제 화소로 넘어갑시다. 화소는 알려드렸다싶이 카메라가 찍을 수 있는 이미지의 점 개수입니다. 점 하나는 1개의 색을 가지고 있고, 색은 RGB즉 빛의 삼원색인 RED(빨강) GREEN(초록) BLUE(파랑)으로 이루어져 있죠. 빨간색은 꼭 1가지색, 파란색도 꼭 1가지 색만 있는게 아니죠. 그러니까 빨간색에도 진한빨강, 핑크 등등이 있고, 파란색도 코랄블루, 하늘색이 있는 것처럼 꼭 3가지 색만 존재하는 것이 아닙니다. 서로 섞이고, 톤도 변하고 하는 것이 색이죠. 이 세가지 색을 이루는 색들은 각각 256가지입니다. 위에서 1byte가 256 bit라고 했죠? 이게 거기서 나온것입니다. 그러므로 빨강 256가지, 파랑 256가지, 초록 256가지 즉 256x256x256 (256^3)은 16777216이 나오게 됩니다. 디지털 카메라에 1600만 화소라고 되있는 것도 여기서 나오는 것이죠. 이렇게 많은 양의 색을 전부 찍고 표현하기 위해서는 전전 포스트에서도 말했다시피 큰 이미지 센서가 필요해서, 인덕션 디자인, 즉 원형 디자인이 아닌 양 옆으로 퍼져있게 나오게 되는 것이죠.

 

이 bit는 타이핑에도 쓰입니다. 이전까지는 컴퓨터는 영어로만 이루어져 있었습니다. 영어로만 쓰고 했었죠. 하지만 점점 대중화 되면서 여러가지 언어로 쓰게 되었습니다. 중국어, 한국어, 영어, 스페인어 등등 몇십가지의 언어가 사용됩니다. 영어는 글자가 총 26개로써 1byte즉 256 bit 정도면 아주 충분하죠. 하지만 한글은 첫소리, 가운데 소리, 끝소리를 전부 표현해야하기 때문에 ㄱ 부터 ㅎ 까지 총 72글자를 전부 나타낸 11172글자를 표현하기 위해서는 많은 byte가 필요하겠죠. 그렇기 때문에 기존에 보급되던 2byte로는 턱없이 부족했습니다. 그리하여 국가간 상의를 통해 각나라에 맞는 byte를 공급했고, 한자 다음으로 한글이 제일 많은 byte가 공급되었죠.

이렇듯 컴퓨터의 쓰는것과 읽는것, 사진을 찍는것은 모두 다 bit의 영향을 받으면서 행동하기 때문에 이진법의 이해를 하지 않으면 안되는 것이죠. 자 이렇게 bit 와 byte에 대하여 알아봤습니다. 오늘은 제품소개나 tip이 아닌 컴퓨터와 it제품의 기본원리에 대하여 설명했는데요, 반응이 좋으면 원리에 대하여 여러가지 다른 포스트들도 올릴테니 기대해 주시고요. 이 포스트는 그냥 아 컴퓨터는 이런 원리구나 정도로만 알아 주세요! 지금까지 읽어주셔서 감사하고, 다음에도 유용한 포스트로 찾아뵙겠습니다. 안녕히계세요!