How exactly does binary code work? - José Américo N L F de Freitas

번역: Summer Lee yeo reum 검토: Jihyeon J. Kim

Imagine trying to use words to describe every scene in a film,

영화 속 모든 장면을 단어로 표현해보세요.

every note in your favorite song,

좋아하는 모든 노래 가사나

or every street in your town.

혹은 도시에 있는 모든 거리를 말이지요.

Now imagine trying to do it using only the numbers 1 and 0.

이제 1과 0 만을 사용해서 설명해보세요.

Every time you use the Internet to watch a movie,

매 순간 인터넷을 통해서 영화를 보고,

listen to music,

음악을 듣고,

or check directions,

지도를 확인하지요.

that’s exactly what your device is doing,

이것이 바로 컴퓨터가 하는 일이에요.

using the language of binary code.

이진법을 사용해서 말이죠.

Computers use binary because it's a reliable way of storing data.

데이터를 정확하게 저장하기 위해 컴퓨터는 이진법을 사용합니다.

For example, a computer's main memory is made of transistors

가령 컴퓨터의 메인보드는 트랜지스터로 구성되어 있어요.

that switch between either high or low voltage levels,

트랜지스터는 전압 레벨을 높고 낮게 바꾸는 역할을 하죠.

such as 5 volts and 0 volts.

예를 들면 5나 0으로요.

Voltages sometimes oscillate, but since there are only two options,

전압은 때때로 변동해요. 하지만 옵션은 두가지만 있습니다.

a value of 1 volt would still be read as "low."

가령, 1볼트는 "낮음"으로 읽혀요.

That reading is done by the computer’s processor,

이걸로 컴퓨터 프로세서는 모두 읽은 거예요.

which uses the transistors’ states to control other computer devices

프로세서는 다른 장치를 조종하기 위해 트랜지스터의 언어를 이용하죠.

according to software instructions.

소프트웨어의 지시에 따라서요.

The genius of this system is that a given binary sequence

이 기능의 놀라운 점은 주어진 이진법 시퀀스가

doesn't have a pre-determined meaning on its own.

자체적으로 미리 결정된 것이 아니라는 거예요.

Instead, each type of data is encoded in binary

대신에 이런 유형의 데이터는 이진법에 의해 인코딩됩니다.

according to a separate set of rules.

별도의 규칙에 따라서요.

Let’s take numbers.

일반적인 숫자를 생각해 봅시다.

In normal decimal notation,

기본적인 십진수 표기법에서

each digit is multiplied by 10 raised to the value of its position,

각 자릿수는 오른쪽에서 0부터 시작해서 10씩 제곱합니다.

starting from zero on the right.

그러므로 십진수로 표기했을 때

So 84 in decimal form is 4x10⁰ + 8x10¹.

84는 4x10⁰ + 8x10¹이죠.

Binary number notation works similarly,

이진수 표기의 원리도 비슷합니다.

but with each position based on 2 raised to some power.

하지만 이진법은 2를 기본단위로 하여 2씩 윗자리로 올라갑니다.

So 84 would be written as follows:

그러므로 84는 다음과 같이 쓰여질 거예요.

Meanwhile, letters are interpreted based on standard rules like UTF-8,

한편, 문자는 UTF-8과 같은 표준 규칙에 기초해서 해석됩니다.

which assigns each character to a specific group of 8-digit binary strings.

UTF-8은 특정한 8자리 이진 문자열의 그룹을 말해요.

In this case, 01010100 corresponds to the letter T.

이런 방법으로 01010100은 글자 T를 의미합니다.

So, how can you know whether a given instance of this sequence

그렇다면, 이 시퀀스의 주어진 예시가

is supposed to mean T or 84?

T나 84를 뜻하는지 어떻게 알 수 있을까요?

Well, you can’t from seeing the string alone

음, 아마 그냥 알 수는 없을 거예요.

– just as you can’t tell what the sound "da" means from hearing it in isolation.

"da" 를 단독으로 말할 수 없는 것처럼요.

You need context to tell whether you're hearing Russian, Spanish, or English.

말하기 위해서는 러시아어나 스페인어, 혹은 영어를 들을 수 있어야 하죠.

And you need similar context

그리고 이진법 또한 비슷한 맥락이 필요해요.

to tell whether you’re looking at binary numbers or binary text.

이진수나 이진 문자를 말하기 위해서도요.

Binary code is also used for far more complex types of data.

이진 코드는 좀 더 복잡한 데이터 타입에도 사용됩니다.

Each frame of this video, for instance,

예를 들어 이 비디오 각각의 프레임은

is made of hundreds of thousands of pixels.

100에서 1000개의 픽셀로 구성되어 있어요.

In color images,

컬러 이미지에서

every pixel is represented by three binary sequences

모든 픽셀은 기본 색상에 해당하는

that correspond to the primary colors.

세 가지의 이진 시퀀스로 나타납니다.

Each sequence encodes a number

각각의 시퀀스는 숫자를 인코딩 해요.

that determines the intensity of that particular color.

이 숫자는 특정 색상의 강도를 결정합니다.

Then, a video driver program transmits this information

그럼 이 영상 드라이버 프로그램은 이 정보를 전환해요.

to the millions of liquid crystals in your screen

여러분의 스크린에 있는 수 백만 개의 액정을

to make all the different hues you see now.

지금 보고 있는 다른 색채로요.

The sound in this video is also stored in binary,

이 영상의 소리 또한 이진법으로 저장됩니다.

with the help of a technique called pulse code modulation.

펄스 부호 변조라는 기술의 도움을 받아서요.

Continuous sound waves are digitized

연속적인 음파는 디지털화됩니다.

by taking "snapshots" of their amplitudes every few milliseconds.

1000분의 1초마다 진폭의 "찰나"를 기록해서요.

These are recorded as numbers in the form of binary strings,

이들은 일련의 이진 형태를 가진 숫자로 기록됩니다.

with as many as 44,000 for every second of sound.

매 초마다 무려 44000개나 되는 소리들을 말이지요.

When they’re read by your computer’s audio software,

컴퓨터의 오디오 소프트웨어를 읽을 때,

the numbers determine how quickly the coils in your speakers should vibrate

기록된 숫자는 스피커에 있는 코일이 다른 주파수의 사운드를 만드는데

to create sounds of different frequencies.

얼마나 빨리 진동해야하는 지를 결정합니다.

All of this requires billions and billions of bits.

이 일련의 단계를 거치는데 수십조개의 비트가 요구됩니다.

But that amount can be reduced through clever compression formats.

양이 많으면 영리한 요약 포맷을 사용해서 줄일 수 있습니다.

For example, if a picture has 30 adjacent pixels of green space,

가령, 그림이 30장의 비슷한 녹색 픽셀을 포함하고 있다면

they can be recorded as "30 green" instead of coding each pixel separately -

각각 픽셀을 별도로 코딩하는 대신에 "30 녹색" 으로 읽을 수 있습니다.

a process known as run-length encoding.

이 프로세스를 실행길이 부호화라고 합니다.

These compressed formats are themselves written in binary code.

요약된 포맷은 자체적인 이진코드로 읽힙니다.

So is binary the end-all-be-all of computing?

그럼 컴퓨터의 이진법 사용은 끝난 걸까요?

Not necessarily.

꼭 그런것만은 아닙니다.

There’s been research into ternary computers,

현재 삼진법이 가능한 컴퓨터를 연구하고 있어요.

with circuits in three possible states,

삼진법이 가능한 회로를 이용해서 말이지요.

and even quantum computers,

심지어 양자 컴퓨터도 연구하고 있습니다.

whose circuits can be in multiple states simultaneously.

양자 컴퓨터는 다수의 언어를 동시에 분석할 수 있어요

But so far, none of these has provided

그러나 둘 중 어느 하나도 지금까지 데이터의 저장이나 전송에

as much physical stability for data storage and transmission.

믈리적 안정성을 제공한 것은 없었습니다.

So for now, everything you see,

지금 여러분은 모든 것을 보고

hear,

and read through your screen

듣고

그리고 화면을 통해서 읽습니다.

comes to you as the result of a simple "true" or "false" choice,

간단히 "참" 혹은 "거짓" 을 판별해서요.

made billions of times over.

수십억 번 이상 반복해서 말이죠.