[CS50] 메모리: 메모리 주소

❄️ David Malan 교수의 모두를 위한 컴퓨터 과학(CS50 2019)을 바탕으로 정리한 내용입니다.

16진수

컴퓨터과학에서는 숫자를 10진수나 2진수 대신 16진수로 표현하는 경우가 많습니다.
컴퓨터에서 데이터를 처리하기 위해 16진수를 사용할 때 장점이 있기 때문입니다.
16진수를 사용하면 10진수보다 2진수를 간단하게 나타낼 수 있습니다.

10진수를 16진수로 바꾸어보기

JPG 이미지 파일은 항상 266 216 255로 시작되고 이것은 10진수입니다.
하지만 실제 컴퓨터 내에서는 10진수를 사용하지 않습니다. 컴퓨터는 0과 1만을 이해할 수 있기 때문입니다.


먼저 255 216 255를 2진수로 나타내보면 11111111 11011000 11111111이 됩니다.
2진수로 모든 데이터를 표현하기에는 너무 길어지기 때문에 16진수로 바꾸어 보겠습니다.
2^4이 16이기 때문에 4bits 씩 두 덩이러 나누어 보면 0000부터 1111까지는 16진수로 표현할 수 있다는 것을 알 수 있습니다.

11111111 -> 1111 1111 -> f f -> 0xff
11011000 -> 1101 1000 -> d 8 -> 0xd8
11111111 -> 1111 1111 -> f f -> 0xff

16진수의 유용성

ASCII 코드에 의해 A B C는 10진수로 65 66 67에 해당합니다.
컴퓨터는 10진수를 이해할 수 없으므로 2진수로 표현해보면 01000001 01000010 01000011이 됩니다.
컴퓨터가 처리할 수 있어야 하기 때문에 어쩔 수 없지만 그 길이가 너무 긴 것을 알 수 있습니다.

하지만 16진수로 표현하면 2진수로 표현했을 때 보다 훨씬 간단해집니다.
또한 컴퓨터는 8개의 비트가 모인 바이트 단위로 정보를 표현합니다.
2개의 16진수는 1byte의 2진수로 변환되기 때문에 정보를 표현하기 매우 유용합니다.

메모리 주소

정수형 변수 n에 50이라는 값을 저장하고 출력한다고 생각해 봅시다.
이 n이라는 값은 int타입이므로, 아래 그림과 같이 우리 컴퓨터에 메모리 어딘가에 4바이트 만큼의 자리를 차지하며 저장되어 있을 것입니다.



C에서는 변수의 메모리상 주소를 받기 위해 &이라는 연산자를 사용할 수 있습니다.
반대로 *를 사용하면 그 메모리 주소에 있는 실제 값을 얻을 수 있습니다.

&는 주소를 가져오고, *는 그 주소로 갑니다.

#include <stdio.h>

int main(void)
{
  int n = 50;
  printf("%p\n", *&n) // 0x7ffe00b3adbc -> 16진법으로 표현된 변수 n의 메모리 주소
  printf("%i\n", *&n) // 50 -> 변수 n의 값
}

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