디지털 컴퓨터에서 숫자값을 나타내는 방법?

컴퓨터에서 숫자값을 나타내는 방법?

컴퓨터 숫자값은 디지털 컴퓨터 및 계산기 하드웨어 및 소프트웨어의 숫자 값을 내부로 나타낸 것입니다. 일반적으로 숫자 값은 비트 그룹화(비트 구성 비트 수)로 저장됩니다. 숫자 값과 비트 패턴 사이의 인코딩은 컴퓨터 조작의 편의를 위해 선택됩니다. 컴퓨터의 명령 집합에서 사용하는 비트 형식은 일반적으로 인쇄 및 표시와 같은 외부 사용을 위해 변환해야 합니다. 프로세서 유형에 따라 숫자 값의 내부 표현이 다를 수 있습니다. 정수 및 실제 숫자에 서로 다른 규칙이 사용됩니다. 대부분의 계산은 프로세서 레지스터에 맞는 숫자 형식으로 수행되지만, 일부 소프트웨어 시스템은 여러 개의 메모리 단어를 사용하여 임의로 큰 숫자를 표현할 수 있습니다.

이진수 표현

컴퓨터는 데이터를 이진수 집합으로 나타냅니다. 표현은 비트로 구성되며, 이 비트는 바이트와 같은 더 큰 세트로 그룹화됩니다.

비트는 두 상태 중 하나를 나타내는 이진 숫자입니다. 비트 개념은 1 또는 0의 값으로 이해하거나, 켜거나 끄거나, 예 또는 아니요, 참 또는 거짓이거나, 스위치나 토글을 사용하여 인코딩할 수 있습니다.

단일 비트는 두 값만 나타낼 수 있지만, 비트 문자열은 더 큰 값을 나타내는 데 사용될 수 있습니다.

문자열을 구성하는 비트 수가 증가하면 가능한 0 및 1 조합 수가 기하급수적으로 증가합니다. 단일 비트는 두 개의 값 조합만 허용하지만 두 개의 비트를 조합하면 네 개의 개별 값을 만들 수 있습니다. 특정 수의 비트를 가진 그룹은 다양한 사물을 표현하고 특정 이름을 갖는 데 사용됩니다.

바이트는 문자를 나타내는 데 필요한 비트 수를 포함하는 비트 문자열입니다. 대부분의 현대 컴퓨터에서 8비트 문자열입니다. 바이트의 정의는 문자를 구성하는 비트 수와 관련되기 때문에 일부 구형 컴퓨터는 바이트에 대해 다른 비트 길이를 사용했습니다. 많은 컴퓨터 아키텍처에서 바이트는 메모리의 특정 영역을 처리하는 데 사용됩니다. 과거에는 많은 CPU가 8비트 중 몇 배수로 데이터를 읽었습니다. 8비트의 바이트 크기가 매우 일반적이지만 표준화되어 있지 않기 때문에, 8비트 시퀀스를 명시적으로 기술하기 위해 옥텟이라는 용어를 사용하는 경우가 있습니다.

8진수, 16진수 표현

8진수 및 16진수 기능은 컴퓨터에서 사용하는 이진수를 나타내는 편리한 방법입니다. 컴퓨터 엔지니어는 종종 이진수를 적어야 하지만, 실제로 1001001101010001과 같은 이진수를 쓰는 것은 오류가 발생하기 쉽습니다. 따라서 이진수량은 base-8 또는 "octal" 또는 훨씬 더 일반적으로 base-16, "hexadecimal" 또는 "hex" 숫자 형식으로 작성됩니다. 십진법에는 10자리, 0에서 9까지 합쳐서 숫자를 형성합니다. 8진수 시스템에서는 0에서 7 사이의 8자리만 있습니다. 16진수 시스템에서는 A ~ F와 함께 0 ~ 9자리까지 16자리 숫자가 있습니다. 즉, 16진수 "10"은 10진수 "16"과 같고, 16진수 "20"은 10진수 "32"와 같습니다. 

고정점 / 부동 소수점 수 개요

현대 컴퓨팅에는 두 가지 주요 접근 방식이 있습니다. 이러한 수치 저장에 관해서는 고정점 표기법 및 부동 소수점 표기법이 있습니다.

부분 바이너리 숫자에는 정수(Radix 점 앞의 부분)를 나타내는 비트(Radix 점 뒤의 부분)와 부분 부분을 나타내는 비트(Radix 점 뒤의 부분)의 두 개의 부품이 있습니다. 만약 소수 2진수를 저장할 수 있는 제한된 수의 2진법만 있다면 어떨까요? 정수 부분에 사용할 비트 수와 소수 부분에 사용할 비트 수를 어떻게 알 수 있을까요? 이것은 고정점과 부동 소수점 표기법이 모두 해결하려고 시도하는 문제입니다.

고정점 표현

Fixed Point Notation은 메모리에 저장되는 소수점 번호를 나타냅니다. Fixed Point Notation에서는 번호가 2의 보완 형식으로 서명된 정수로 저장됩니다.

여기에 개념적 분할을 적용하여 라딕스 포인트(정수와 부분적 요소 사이의 구분 기호)의 고정 개수의 비트를 최하위 비트의 오른쪽에 배치합니다.

메모리에 저장된 서명된 정수의 비트를 해석할 때 저장된 정수를 고정 스케일링 인자에 곱하여 라딕스 포인트의 위치를 변경합니다. 이진수 스케일링 인자는 항상 2를 고정 지수까지 올립니다. 스케일링 인자가 2의 검정력이기 때문에 라딕스 포인트는 시작점의 왼쪽 또는 오른쪽으로 일부 위치를 재배치합니다.

부동 소수점 표기법

부동 소수점 표기법은 고정점 표기법의 대안으로 대부분의 현대 컴퓨터가 메모리에 소수점 숫자를 저장할 때 사용하는 표현입니다. 부동 소수점 표기법은 과학적 표기법을 이진수로 사용하여 매우 크거나 매우 작은 숫자를 정확하게 나타내는 방법입니다. 이것은 주요 이점이며 고정점 표기법에서 가능한 것보다 훨씬 더 넓은 범위의 숫자를 나타낼 수 있게 합니다.

전체 숫자가 양수인지 음수인지 여부를 나타내는 선택적인 기호가 있고, 이어서 실제(분수) 숫자가 표시되며, 이는 다시 지수(또는 라딕스)에 의해 증가된 숫자 기준을 곱합니다.