[Computer Science] 이진수 (Binary)

이진수 (Binary)

 

 

이진법 (二進法, binary)은 두 개의 숫자(1과 0)만을 이용하는 수 체계이다. 관습적으로 0과 1의 기호를 쓰며 이들로 이루어진 수를 이진수라고 한다. 이진법은 라이프니츠 (Gottfried Wilhelm Leibniz)가 음양사상의 영향을 받아 발명하였다. 십진법의 1은 이진법에서는 1, 십진법의 2는 이진법에서는 10, 십진법의 3은 이진법에서는 11이다. 이처럼 이진법에서는 1로 끝나는 수 다음 수는 자릿수가 하나 더 많은 수인데, 이는 십진법에서 9로 끝나는 수 다음 수가 자릿수가 하나 더 많은 수인 것과 유사하다.

 

컴퓨터에서는 논리의 조립이 간단하고 내부에 사용되는 소자의 특성상 이진법이 편리하기 때문에 이진법을 사용한다. 디지털 신호는 기본적으로 이진법 수들의 나열이며, 컴퓨터 내부에서 처리하는 숫자는 기본적으로 이진법을 이용하기 때문에 컴퓨터가 널리 쓰이는 현대에는 그 중요성이 더 커졌다.

 

트랜지스터 (Transistor)

 

 

트랜지스터는 트랜스 (Trans, 바뀜)과 레지스터 (Resistor, 저항)의 합성어로 전자회로 내에서 전자의 증폭과 스위칭을 담당하는 소자다. 여기서 증폭이란 입력된 신호의 파형은 그대로 둔 채 전압과 전류의 크기만을 확대하는 것이고, 스위칭은 마치 전구를 껐다 켜듯 전류의 공급과 차단을 반복하는 것이다. 디지털에서는 주로 트랜지스터의 스위칭 기능을 이용해 이진법 신호로 사용되는 0과 1을 구분한다. 이것을 각각 전류가 흐르는 true (1) 상태, 전류가 흐르지 않는 false (0)의 두 가지 상태를 나타내는 이진수 (binary) 표현으로 나타낸다. 또한, 전자 회로를 설계할 때 트랜지스터를 조합해 AND, OR, NOR, NAND, XOR 등의 논리 게이트를 만들 수 있고, 이를 조합하면 다시 연산기나 기억장치 등을 만들 수 있다. 흔히 쓰는 CPU, GPU, RAM, 플래시 메모리 등이 대표적이다.

 

 

트랜지스터의 구조는 흔히 수도를 예로 설명된다. 보통 트랜지스터는 3개의 다리를 갖고 있다. 이를 각각 이미터 (Emitter, E)와 베이스 (Base, B), 컬렉터 (Collector, C)라고 부르는데, 현실에서는 컬렉터를 수도꼭지에, 베이스를 밸브에, 이미터를 수도 배관에 비유할 수 있다. 그리고 마치 밸브를 작은 힘 (입력 신호)으로 열고 닫으며 수도꼭지 (컬렉터)에서 나오는 물의 양 (컬렉터로 흐르는 전류)를 조절하는 것처럼, 트랜지스터는 베이스에 가하는 전기적 신호를 조절해 전류의 증폭과 스위칭 작용을 통제한다고 생각하면 쉽다.

https://thecrashcourse.com/courses/representing-numbers-and-letters-with-binary-crash-course-computer-science-4/

Representing Numbers and Letters with Binary: Crash Course Computer Science #4