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관리자

Computer Science

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12. 중앙 처리 장치, 레지스터 1. 레지스터(Register) 레지스터는 중앙처리장치(CPU, Central Processing Unit)의 구성 요소 중 하나이다. 중앙처리 장치는 3가지로 나누어 설명하는 경우가 많다. 연산 장치 : 덧셈, 뺄셈, 곱셈, 나눗셈 등의 산술연산, 논리곱, 논리합, 부정 등의 논리연산을 수행한다. 산술논리연산장치라고도 한다. 연산장치는 연산에 필요한 데이터를 레지스터에서 가져오고, 연산 결과를 다시 레지스터로 보내서 저장한다. 제어 장치 : 명령어를 순서대로 실행할 수 있도록 제어한다. 주기억장치에서 프로그램 명령어를 꺼내 해독한 다음, 해독 결과에 따라서 명령어 실행에 필요한 신호를 기억장치, 연산장치, 입출력 장치로 보낸다. 레지스터 : RAM, ROM 등에 비해 더 고속인 기억장치이다. 명령어 주..
11. 시간표현과 상태기억: Gate S-R 래치, Gate D 래치, 플립플롭, 카운터 1. Gate S-R 래치 특정 타이밍에 S-R 래치를 동작시키기 위해서 NAND 게이트 외에 OR 게이트를 2개 추가하고 gate 입력 신호를 추가한다. S-R 래치의 입력을 on/off로 통제하기 위해서 사용한다. 동작 방식을 생각해보자. gate에 1을 주어 gate-bar가 0의 값을 가질 때는, set-bar, reset-bar가 어떤 값이냐에 따라서 출력인 Q, Q-bar가 유지될지 말지가 결정된다. 그러나 gate에 0을 주어 gate-bar가 1이 된다면, set, reset값과 상관없이 OR 게이트를 거치게 되어있으므로 NAND로 들어가는 입력들이 반드시 1이 들어가서 Q, Q-bar의 값이 유지된다. 다시말해 gate의 입력값이 0일때는 반드시 출력값이 유지되도록 해주는 것이다. 2. ..
10. 시간표현과 상태기억: 발진자, 클럭, 래치 1. 발진자(수정 발진기)와 클럭 컴퓨터가 시간을 측정하는 방법이 클럭이다. 클럭은 초당 진동수를 나타내는 헤르츠(Hz)로 표시한다. 아래 그림에서 나타낸 것처럼 1초에 몇 번 입력 신호가 주어졌는지를 표시한다. 이런 입력을 연산이라고 본다면 CPU의 성능 3.2 GHz는 3.2 x 10^9 Hz = 3.2/8 x 10^9 Byte = 약 400 MB/s 정도로 계산할 수 있다. 실제 클럭은 아래 그림의 왼쪽에 있는 원통형의 부품 속에 들어있다. 일반 소자의 발열 등으로 인한 진동수 영향을 최소화하기 위해서 보통 개별 소자로 구성되어있다. 반드시 전원이 들어와야만 움직일 수 있기 때문에, 컴퓨터가 시간을 측정하는 방식은 클럭 뿐만 아니라 실시간 측정 시계(Real Time Clock, RTC)가 따로 존..
9. [종합][스터디] 드 모르간의 법칙, 2의 보수, UTF-8, Base64 인코딩 이유 사내에서 진행한 스터디 내용을 종합 요약한 글. 질문 세례에도 잘 설명해주신 동료분들께 감사드립니다.(kny님, ljh님, yje님) 1. 드모르간의 법칙 드모르간의 법칙은 논리식에서 not을 분배한다는 것이다. 인터넷에 찾아보면 자료는 많다. 배울점은 다음과 같다. not (A or B) = not A and not B 와 같이 2개 항목에만 적용가능한 것이 아니라 3개 이상의 항목에도 적용가능하다. 프로그래밍을 할 때 활용하기 좋다. 예를 들어 if(!(A != 1 or A != 2)) 라는 구문은 드 모르간의 법칙을 이용하여 if(A ==1 and A == 2) 라고 표현하는 것이 간결하다. 경우의 수를 10가지 고려해야할 때, 8가지를 고려해서 적는 것보다 2가지가 아님을 고려해서 적는것이 유리하..
8. 가산기, 디코더/인코더, 멀티플렉서/디멀티플렉서 1. 반가산기(Half Adder) 반가산기는 두 비트가 더해졌을 때 올림 자리수(Carry, C)는 표시만 하고, 합계 자리수(Sum, S)만 계산할 수 있는 논리 회로이다. 0과 0을 더하면 합계 S 도 0, 올림도 없으므로 0이다. 이런식으로 진리표(Truth Table)이 작성된다. 그런데 S의 결과와 C의 결과를 보면, S는 XOR 연산자, C는 AND 연산자임을 알 수 있다. 따라서 기계적으로는 XOR, AND 게이트가 합쳐진 논리회로로 표현되는 것이다. 진리표를 보고 논리식으로 쓰면 S = A'B + AB' = A ⊕ B 이다(⊕ = XOR 기호). C = A · B 이다. 이전 시간에 배웠던 방법대로 A'B + AB' 논리식을 논리 회로로 표현해보면 아래 그림과 같이 표현된다. 2. 전가산..
7. (보충) 논리식의 간소화 가장 기본적인 게이트들의 조합을 통해 우리 세상에 필요한 기본적인 기능을 갖춘 중간 규모 집적 회로(MSI, medium-scale integration)을 만들 수 있다. 이런 부품들의 조합을 통해 대규모 집적회로(LSI, large-scale integration), 초대규모 집적 회로(VLSI, very large-scale integration) 등을 만들 수 있다. 논리식의 간소화 다양한 집적회로들을 공부하기 전에, 논리식을 간소화하는 방법부터 배워본다. 여러 게이트들을 집적했을 때 입력에 따라 출력값이 어떻게 나오는지 알기 위해서는 이 내용을 알고 있어야 한다. 불함수를 간략화하는 일반적인 규칙들은 다음과 같다. 1. A x 1 = A 이다. A가 0이면 0 x 1 = 0이고, A가 1이면 1..
6. (보충) 출력유형 : Open Collector, Push Pull, Totem Pole 출력 유형 이 책에서는 출력 유형에 대해서 매우 간략하게 설명했다. 도저히 이해를 할 수 없는 정도의 수준이라, Reference를 찾아보았는데, 좋은 source를 찾았다. 상세하게 이해하고 싶다면 source의 글들을 직접 읽어보면 좋을 것 같다. source : https://blog.naver.com/3lastbaek5/221976242283 https://blog.naver.com/3lastbaek5/221976267493 https://blog.naver.com/3lastbaek5/221984042091 https://m.blog.naver.com/PostView.naver?isHttpsRedirect=true&blogId=3lastbaek5&logNo=221985365093 그리고 책 내용과..
5. 이력현상, 차동신호, 전파지연 1. 이력현상(Hysteresis) 이력현상은 어떤 시스템의 출력이 단순히 입력에 의존하는 것이 아니라, 입력이 시간에 따라 변화해온 이력에 따라 출력이 달라진다는 것을 의미한다. 말이 어렵다. 아래 StackOverflow의 참조를 보면, thermostat(열전대)의 예시를 든다. source : https://stackoverflow.com/questions/5357918/what-does-hysteresis-mean-and-how-does-it-apply-to-computer-science-or-programmi source : 유튜브-열전대 작동 방식 참고로만 하고, 만약 가열하여 온도가 70℃가 되면 스위치가 ON되고, 냉각하여도 70℃가 되면 스위치가 OFF 되는 시스템이 있다고 가정하자. ..

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