[CS] 이진수와 비트: 컴퓨터 정보 표현의 기초

우리가 사용하는 컴퓨터, 스마트폰, 태블릿은 굉장히 똑똑한 기계처럼 보이지만,
사실 이들은 단 두 가지 숫자, 즉 0과 1만을 이해하는 단순한 계산기입니다.

하지만 신기하게도 이 0과 1만으로 텍스트, 사진, 음악, 게임까지 모든 정보를 처리하죠.
“어떻게 그게 가능할까?”라는 질문에서부터 컴퓨터 과학(CS)의 세계는 시작됩니다.

이번 글에서는 이진수(Binary)와 비트(Bit)의 개념을 중심으로
컴퓨터가 세상을 이해하는 방식을 쉽고 흥미롭게 소개해드리겠습니다.

 

 

1. 컴퓨터는 왜 0과 1만 사용할까?

컴퓨터는 전기로 동작합니다.
회로는 전기가 흐르거나(ON), 흐르지 않거나(OFF)의 두 상태만 구분할 수 있기 때문에
자연스럽게 이진법(2진수)이 가장 잘 맞는 수 체계가 된 것입니다.

이진수에서는 가능한 숫자가 오직 두 개입니다:

• 0 → 전기가 꺼져 있음 (OFF)
• 1 → 전기가 켜져 있음 (ON)

 

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2. 이진수는 어떤 숫자 체계일까?

우리가 평소 사용하는 십진수는 0부터 9까지 10개의 숫자를 사용하죠.
하지만 이진수는 오직 0과 1만 사용합니다.

십진수	이진수
0	0
1	1
2	10
3	11
4	100

즉, 자릿수가 올라가는 기준이 10이 아니라 2이기 때문에,
2는 10, 3은 11, 4는 100처럼 표현됩니다.

 

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3. 비트(Bit)란 무엇인가요?

컴퓨터가 처리하는 정보의 최소 단위는 바로 비트(bit)입니다.
Bit는 Binary Digit(이진 숫자)의 줄임말로,
0 또는 1 중 하나의 값을 가질 수 있는 가장 작은 데이터 조각이에요.

🔹 예:
1비트 → 0 또는 1
2비트 → 00, 01, 10, 11 → 총 4가지 경우
3비트 → 000 ~ 111 → 총 8가지 경우

비트 수가 늘어날수록 표현할 수 있는 정보량도 커집니다.

비트 수표현 가능한 경우의 수

1비트	2가지 (0, 1)
2비트	4가지 (00~11)
8비트	256가지 (0~255)

 

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4. 바이트(Byte)란?

비트가 여러 개 모이면 바이트(Byte)라는 단위가 됩니다.

• 1 Byte = 8 bit
• 예: 01000001 → 아스키코드로 'A'

이 8비트로 우리는 하나의 문자, 색상 정보, 숫자 등 다양한 것을 표현할 수 있게 됩니다.

 

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5. 컴퓨터는 비트를 어떻게 해석할까?

컴퓨터 입장에서 01000001이라는 8비트 조각은 단순한 0과 1의 나열입니다.
하지만 사람이 정한 규칙에 따라 이 값은 여러 의미로 해석될 수 있죠.

• 01000001 → 문자 A (아스키코드)
• 01000001 → 숫자 65 (십진수)
• 01000001 → 색상의 농도값

즉, 해석 방법에 따라 데이터의 의미가 바뀌는 것이지요.
그래서 컴퓨터는 ‘의미’를 모르고 단지 ‘비트 값’만 계산할 뿐입니다.

 

 

우리는 이번 글에서 컴퓨터가 왜 0과 1만 사용하는지,
그리고 그 0과 1이 어떻게 비트(bit)라는 단위로 조합되어
숫자, 문자, 이미지, 영상까지 표현할 수 있는지를 살펴보았습니다.

이진수와 비트는 겉보기엔 단순하지만,
컴퓨터 구조와 프로그래밍 언어, 메모리 설계 등 모든 CS의 출발점이 되는 핵심 개념입니다.