왜 컴퓨터는 이진수 체계를 사용할까?

컴퓨터는 왜 2진수를 사용하게 되었는지?

컴퓨팅 초기에 컴퓨터에 데이터를 입력하는 유일한 방법은 스위치를 누르거나 천공 카드 또는 천공 종이 테이프를 넣는 것이었다. 스위치와 천공 구멍 모두 데이터가 1과 0으로 표시되는 이진수를 사용하여 상태를 쉽게 반영할 수 있다. 예를 들어, 1은 '스위치의 켜짐', '천공의 구멍 있음'을 나타내고 0은 '스위치의 꺼짐', '천공의 구멍 없음'을 나타냄. 따라서 인간이 사용하는 수의 체계 10진수 보다는 2진수가 컴퓨터가 이해하기 쉬운 시스템이었다.

 

 

왜 기술이 진보한 지금까지도 2진수를 사용하고 있을지

컴퓨터를 구성하는 가장 중요한 부품은 CPU라고 불리는 중앙 처리 장치. 인간으로 따지면 두뇌 역할을 하며,모든 산수 계산과 논리적인 결정을 수행하고 있다. CPU는 수백만개의 트랜지스터로 이루어져 있는데, on/off 로 변경되는 스위치 방식으로 작동한다. 따라서 컴퓨터 또한 주어진 임무를 수행하기 위해 오로지 두 가지 형태의 상태(on/off)로만 소통이 되며, 이에 가장 적합한 수의 체계는 2진법인 것이다. 현재로서는 양자 컴퓨터 등 신기술을 접목한 컴퓨터라던지, 전통적인 디지털 전자 컴퓨터가 아닌 컴퓨터가 대중화되지 않았기 때문에 2진수가 사용되고 있다.

 

추가 의견

아직까지는 2진수 이외에 정보 처리 속도나 비용, 안정성 등에 있어서 더 나은 숫자 체계를 못 찾아서 계속 2진수를 사용한 반도체가 개발되고 상용화되고 있는 것 같다. 오늘 아침에 우연히 유니스트에서 3진법 반도체의 가능성을 연구를 통해서 확인했다는 기사를 봤다. 3진법 반도체를 사용한다면 처리해야 할 정보의 양이 줄어 계산 속도가 빠르고, 소비 전력도 줄고, 반도체 칩 소형화에도 강점이 있다고 한다. 사물 인터넷, 인공지능 등 빅데이터 처리가 요구되는 시대적 흐름을 봤을 때 앞으로는 2진법 이외에 3진법 혹은 양자 컴퓨터 등 새로운 신기술이 도입되는 것은 피할 수 없을 것 같다.

 

 

참고 자료

www.bbc.co.uk/bitesize/guides/zwsbwmn/revision/1

www.learncomputerscienceonline.com/binary-number-system/#POST2anchor3

http://it.chosun.com/site/data/html_dir/2019/07/17/2019071701304.html