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이진법

Last updated on December 5, 2025

1. 이진법

0과 1로만 숫자를 표현하는 수학적 방법을 이진법이라고 한다.
각 자릿수에서의 숫자가 1을 넘어가는 순간을 자리 올림으로 표현해 모든 숫자를 표현한다.

2. 표기법

다른 진법들과 구분하기 위해 수학적으로는 (2)를 이진수 오른쪽에 붙인다.
1000  (2)=8  (10)1000_{\; (2)} = 8_{\;(10)}
컴퓨터 과학에서는 왼쪽에 Ox를 붙여서 표기한다. 예시 '0x1000'

3. 음수 표현

음수를 2진수로 표현하기 위해 2의 보수 라는 개념을 활용한다.
2의 보수는 '원본 이진수의 각 자릿수를 반전 (0 → 1, 1 → 0) 하고, 거기에 1을 더하는 것' 이다.
위와 같은 공식을 활용해 특정 절대값의 2의 보수를 구하고 이를 해당 절대값의 음수 형태로 간주한다.
image.png
예시처럼 위와 같은 형태를 거치고 -11은 0101 로 표기됨을 알 수 있다.

(1) 5의 이진수와 -11의 이진수가 같은데 어떻게 구별하냐?

위와 같이 2의 보수 변환을 활용하면, 5의 이진수와 -11의 이진수가 같음을 알 수 있다. 이를 해결할 수 있게 '음수인가 아닌가?' 를 나타내는 flag bit를 컴퓨터에게 보내서 이 둘을 구분할 수 있게 한다.

(2) 2의 보수의 한계

  1. 0과 -0 이 다르게 표기됨.
  1. 2^n은 음수 표현이 안됨.
image.png

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