비트와 바이트

컴퓨터는 왜 2진수만 쓸까?

• 컴퓨터를 구성하는 가장 작은 단위에는 트랜지스터(transistor)가 있음.

• 흔히 말하는 반도체 소자이고 반도체는 전기가 거의 흐르지 않지만 열이나 빛을 가하면 전기가 흐르는 물체임.
• 전류가 흐른다, 흐르지 않는다 라는 2개의 상태만 가짐. 이 상태를 0과 1로 표현한 것임.

• 2진법은 이러한 트랜지스터의 상태를 숫자로 표기하기 가장 적절한 숫자 체계였던 것임.

• 트랜지스터의 상태(켜짐, 꺼짐)를 기록하는 최소 단위를 비트라 함.

비트

• bit : 작은 조각.

• 디지털 세계에서 가장 작은 단위.

• 단 두 개의 값을 표현함.
• 0 : 전류가 흐르지 않음.
• 1 : 전류가 흐름.

• 단 두 개의 숫자만 필요하기 때문에 2진법/2진수를 사용.
• 컴퓨터 데이터는 비트를 통해 어떤 것이라도 만들고 표현할 수 있음.
• 마치 현실 세계의 모든 것들도 원소기호를 조합해서 만들 수 있듯. 비트는 원소 기호같은 존재.

비트 수와 오디오 포맷

• 오디오 포맷은 다양함.
• WAV, MP3, FLAC 등.

• 오디오 품질은 비트 수에 따라 결정됨.

• bitrate
• 특정한 시간 단위(초)마다 저장된 데이터(비트)의 양.
• 오디오 스트리밍 플랫폼에서 비트레이트를 결정할 수 있는 곳이 많음.

• 비트레이트는 크게 2가지로 이뤄짐.
• bit depth
• 그래프에서 수직축. 음파의 높낮이를 기록할 때 몇 단계로 자르냐.
• 음파의 높낮이를 얼마나 세세히 표현할 것인가.
• 단위 : bit



• sampling rate
• 그래프에서 수평축.
• 초마다 캡쳐하는 샘플의 수
• 단위 : Hz
• 44.1 kHz : k는 1000을 의미함. 1초에 44,000번 값을 따온다는 뜻.

• 이걸 알면 오디오 파일의 크기를 계산할 수 있음.
• sampling rate x bit depth x 재생 시간(초) x 채널 수를 알면 wav 파일의 크기 계산 가능.
• 참고) 채널은 모노 채널과 스테레오 채널(2개)가 있음.

• 비트는 컴퓨터의 가장 기초적인 데이터 형태이고 저장할 때 최소 단위는 바이트임.

바이트

• 원래 bite(물다, 한 입 베어 문 조각)이었으나 bit로 발음하는 일을 방지하도록 byte로 바꿈.
• bit에서 한 입 물어 8조각이 나와 byte가 되었다~로 기억.

• 비트가 8개 모인 데이터 (8 bit = 1 byte).

• 줄여서 표현하면 8b = 1B.

• 왜 바이트를 사용할까?
• 비트로 저장하면 단위가 너무 작기 때문. 메모리 또는 저장매체(SSD, HDD)에 보관되어 있는 데이터를 읽어올 때는 최소 단위로 바이트를 사용함.

• 이러한 이유로 32 기가 바이트, SSD 1테라바이트 식의 표현을 씀.
• 하지만 여전히 비트를 쓰는 곳이 있음 ex) 인터넷 1초당 1기가 비트 (1Gb/s).
• 왜? 숫자가 8배 커보이니 좋아서 마케팅 차원에서 쓴 것이라 함. 125 MB/s라 하면 느려보일까봐.

컴퓨터의 데이터 단위

• 1,000은 10진수의 산물이자 2진수로 표현하면 깔끔하지 않음. 그래서 1K는 1024를 의미하게 됨.
• 1,000 → 1111101000(2)
• 1,024 → 10000000000(2) 💫

• 1024씩 곱한 것에 따라 단위가 바뀜.

• 흔히 1GB라 하면 1024MB를 의미하는데 하드디스크 제조사, 네트워크 카드(어댑터) 제조사, 인터넷 망 회사는 예외임.

• 그래서 하드 1기가를 사면 1000메가가 옴. 24메가가 날라가는 것임. 그리고 1000메가는 다시 KB로 가면 24를 또 잃음. 바이트를 갈 때도 마찬가지. 그럼 24 x 24 x 24만큼 즉 24의 3승만큼 잃어버리게 되는 것임. 하드가 1테라면 24^4만큼 잃는 것임. 은근 큼.