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  • 컴퓨터 구조와 프로그래밍
  • Bit Manipulation

컴퓨터가 비트를 다루는 논리

하드웨어가 작아야하는 이유

전기는 전자의 이동으로 만들어진다. 현대의 컴퓨터 클록 속도는 4GH이다. 즉 1초에 40억 가지 연산을 처리할 수 있다. 40억분의 1초 동안 전자가 이동할 수 있는 거리는 75mm이다. 따라서 CPU의 크기나 다른 하드웨어의 크기를 작게 만들면 전자가 이동해야할 거리가 줄어들어서 더 효율적이다.

이런 변화는 전력 소모를 줄이고 열 발생을 감소시킨다. 하지만 하드웨어를 작게 만들다 보면 여러 문제가 생긴다. 바로 간섭문제이다. 이를 해결하기 위해서 아날로그보다는 디지털을 사용해서 컴퓨터를 만든다.

디지털을 사용하면 더 안정적인 장치를 만들 수 있다

아날로그의 값을 읽으려면 흔들림이 없어야한다. 계량컵의 눈금을 재려고 할 때 손이 흔들려서(간섭) 제대로 측정하기가 어렵다. 이런 외부에서 오는 간섭이 아니라 내부적인 간섭이 존재한다. 바로 전자기력이다. 전자기력은 멀리 떨어지 물체에 영향을 끼칠 수 있다. 따라서 아날로그 보다는 이산적인 디지털을 이용하면 잡음 내성을 얻을 수 있다.

10진 숫자 보다는 비트가 낫다.

손가락 하나가 한 숫자를 표현하기 때문에 비트를 쓸 때보다 효율이 좋지 않다. 손가락 10개로는 10까지만 셀 수 있지만 10비트면 1000만큼 셀 수 있다.