A. 데이터 표현의 기본: 이진수와 16진수

컴퓨터는 0과 1로 이루어진 이진수 체계를 사용하여 데이터를 처리합니다. 이진수는 2진법을 사용하며, 각 자릿수는 2의 거듭제곱을 나타냅니다. 16진수는 이진수를 더 간결하게 표현하기 위해 사용되는 16진법입니다. 이진수 4자리가 16진수 1자리에 해당합니다. 예를 들어, 이진수 1010은 16진수 A로 표현됩니다.

B. 정수의 표현: 보수 표현 방식

정수는 부호 비트와 크기 비트를 사용하여 표현될 수 있지만, 컴퓨터는 주로 보수 표현 방식을 사용합니다. 특히 2의 보수 표현은 덧셈과 뺄셈을 모두 덧셈 연산으로 처리할 수 있어 효율적입니다. 음수를 표현하는 방법과 2의 보수를 구하는 방법에 대해 자세히 알아보겠습니다.

• 양수 표현: 그대로 이진수로 표현
• 음수 표현: 2의 보수를 이용하여 표현 (모든 비트를 반전하고 1을 더함)

예시를 통해 2의 보수 표현을 직접 확인해보세요. (예시 추가)

C. 실수의 표현: 부동소수점 표현 방식

실수는 부호, 지수, 가수로 구성된 부동소수점 표현 방식을 사용하여 표현됩니다. IEEE 754 표준은 부동소수점 표현 방식에 대한 표준을 정의하고 있습니다. 정규화 과정을 통해 실수를 표현하는 과정과, 부동소수점의 한계(오차)에 대해서도 다루겠습니다.

D. 다양한 데이터 타입과 크기

프로그래밍 언어에서는 다양한 데이터 타입(정수형, 실수형, 문자형, 논리형 등)을 제공합니다. 각 데이터 타입은 메모리에서 차지하는 크기가 다르며, 이는 데이터의 표현 범위와 정밀도에 영향을 미칩니다. 다양한 데이터 타입의 크기와 표현 범위를 비교하고, 각 타입을 선택하는 기준에 대해 알아보겠습니다.

E. 마치며

이 글에서는 컴퓨터 내부에서 데이터가 어떻게 표현되는지에 대해 자세히 알아보았습니다. 이진수, 16진수, 보수 표현, 부동소수점 표현 등 다양한 개념을 이해하는 것은 컴퓨터 시스템의 작동 원리를 이해하는 데 필수적입니다. 본 글이 컴퓨터 과학에 대한 이해를 높이는 데 도움이 되었기를 바랍니다.