Big-endian / Little-endian

컴퓨터는 데이터를 메모리에 저장할 때 byte 단위로 저장한다. 컴퓨터가 저장하는 데이터는 보통 32 bits(4 bytes)나 64 bits(8 bytes)로 구성되는데 연속되는 바이트를 순서대로 저장해야 하며, 바이트가 저장되는 순서(byte order)에 따라 크게 두 가지로 나뉜다.

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1. Little-endian

낮은 주소에 낮은 바이트(LBS, Least Significant Bit)부터 저장
대부분의 Intel CPU 계열에서 사용

• 연산의 효율성
  예를 들어 두 숫자를 더한다고 가정하면 하위 바이트부터 시작하여 carry가 발생할 경우 다음 바이트로 넘어가는 식으로 진행이 된다. Little-endian의 경우 하위 바이트가 메모리의 첫 번째 위치에 있으므로 프로세서가 순차적으로 계산하기에 유리하다.
• 확장성 용이
  16비트 숫자를 32비트로 확장하려면, Little 엔디안에서는 단순히 상위 2바이트를 0으로 채우고, 하위 2바이트에 원래 숫자를 그대로 복사하면 되므로 별도의 비트 이동이나 추가 연산이 필요하지 않아 처리 속도가 빠르다. 

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2. Big-endian

낮은 주소에 높은 바이트(MBS, Most Significant Bit)부터 저장
SPARC을 포함한 대부분의 RISC CPU 계열에서 사용

• 사람이 이해하기 쉬운 순서
  상위 바이트가 낮은 주소부터 순차적으로 저장되어 우리가 일반적으로 숫자를 사용하는 선형 방식이다. 메모리에 저장된 순서 그대로 데이터를 읽을 수 있어 이해하기 쉽다. 
  
  
• 네트워크 전송에서의 일관성
  네트워크 프로토콜은 보통 Big-endian 방식을 사용하는데 이는 데이터의 크기와 상관없이 항상 상위 바이트부터 전송하기 때문에, 서로 다른 시스템 간에 데이터를 주고받을 때 일관성이 유지된다. 배열처럼 연속된 데이터 블록을 전송할 때 이 순서가 유지되어야 하는 경우 유리하다.

 

 

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바이트 저장 순서 확인

32 비트 정수형 변수 'test' 선언 후 16진수 0x12345678로 초기화 정수 test의 주소를 char* 타입의 포인터 ptr에 저장 (여기서 char*로 변환한 이유는 char가 1바이트 이므로 ptr을 통해 1바이트씩 데이터에 접근하기 위함) int는4바이트 이므로 sizeof(int)는4가 되고 반복문은 4번 반복된다. ptr[i]는 test 변수의 각 바이트를 차례대로 읽어오며 16진수 형태로 출력

 

값을 하위 바이트부터 출력하므로 Little-endian 시스템인 것을 알 수 있다.

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관련 함수

파이썬에서 정수를 바이트 배열로 변환하는 메서드 변환할 바이트 배열의 수(length), byteorder(little OR big), 부호 여부 설정 가능

 

1024

= 2^10

= 2^2 x 2^4 x 2^4

=> 0x400

= 0x0400 (2byte 배열로 출력하라고 했으므로)

 

Big-endian의 경우 상위 비트부터 두 개씩 0x04 0x00

Little-endian의 경우 하위 비트부터 두 개씩 0x00 0x04