① 반가산기 : 2개의 2진수 입력과 2개의 2진수 출력을 가지는 논리 회로. 2개의 2진수 입력은 피가수(A)와 가수(B)이고, 2개의 2진수 출력은 합(S:sum)과 자리올림수(C:carry).
반가산기는 덧셈을 수행할 때에 하위 자리에서 올라오는 자리올림수를 고려하지 않는 가산기
② 논리식
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3. 논리 회로
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학습목표 |
1. 조합 논리 회로를 이해할 수 있다.
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1) 조합 논리 회로와 순서 논리 회로
① 조합 논리 회로 : 일곱 가지의 논리 게이트(AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR, XNOR 게이트)로 구성
② 순서 논리 회로 : 논리 게이트 외에 메모리 요소와 피드백 기능이 있는 플립플롭 회로를 포함하여 구성
- 조합 논리 회로는 입력 상태에 따라 일정한 출력을 가지지만, 순서 논리 회로는 입력 상태와 메모리 요소의 상태에 따라 출력이 결정.
2) 조합 논리 회로
① 조합 논리 회로 : 입력, 논리 게이트, 출력으로 구성. 입력된 정보에 대하여 2진수의 출력 정보를 제공하는 기능을 가지는 논리 회로
② 종류 : 가산기, 감산기, 곱셈기, 병렬 가산기, 크기 비교기, 코드 변환기, 인코더, 디코더, 멀티플렉서, 디멀티플렉서 등
[1] 가산기
- 가산기 : 2진수의 덧셈을 수행하는 조합 논리 회로. 반가산기(half adder), 전가산기(full adder)
(1) 반가산기
① 반가산기 : 2개의 2진수 입력과 2개의 2진수 출력을 가지는 논리 회로. 2개의 2진수 입력은 피가수(A)와 가수(B)이고, 2개의 2진수 출력은 합(S:sum)과 자리올림수(C:carry).
반가산기는 덧셈을 수행할 때에 하위 자리에서 올라오는 자리올림수를 고려하지 않는 가산기
② 논리식
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S : 2진수 입력 A와 B 중에서 하나만 1이면 출력은 1.
C : 입력 A 와 B가 모두 1일 경우에만 출력이 1.
<그림2-15>
(2) 전가산기
① 전가산기 : 하위 자리에서 발생한 자리올림수를 포함하여 덧셈을 수행하는 것. 3개의 2진수 입력과 2개의 출력을 가지는 논리 회로. 전가산기에서 3개의 2진수 입력은 2개의 입력인 피가수(A)와 가수(B)이고, 나머지 하나는 하위 자리에서 발생한 자리올림수(Z)이며, 2개의 2진수 출력은 합(S)과 자리올림수(C).
② 논리식
S : 3개의 2진수 입력(A, B, Z) 중에서 홀수 개의 입력이 1인 경우에만 출력이 1.
C : 3개의 2진 입력 중에서 2개 이상의 입력이 1이 되면 출력은 1.
<그림2-16>
[2] 디코더와 인코더
① 디코더 : 2진수를 10진수를 비롯한 다른 진수로 변환하는 기능.
② 인코더 : 10진수를 비롯한 다른 진수를 2진수로 변환하는 기능.
(1) 디코더
2비트의 2진수에 대한 디코더는 2개의 입력과 최대 4(22)개의 출력으로 구성되며, 2비트의 2진수가 입력되면 4개의 출력 중에서 그에 대응하는 1개의 출력선을 선택해 주는 조합 논리 회로.
<그림 2-17>
(2) 인코더
2비트의 2진수에 대한 인코더는 디코더와 반대로 4개의 입력과 2개의출력으로 구성. 4개의 입력 중에서 하나가 선택되면 그에 해당하는 2진수가 출력되는 조합 논리 회로.
<그림2-18>
인코더는 부호기, 디코더는 해독기와 복호기 등으로 표현
3) 순서 논리 회로
① 순서 논리 회로 : 조합 논리 회로와 피드백 기능을 결합하여 메모리 기능을 수행하는 논리 회로. 동기식 순서 회로, 비동기식 순서 회로
② 플립플롭(flip-flop)회로 : 순서 논리 회로에서 많이 사용. 메모리 요소와 피드백 기능이 있기 때문에 입력된 정보는 입력 정보의 상태를 바꾸도록 지시할 때까지 현재의 상태를 그대로 유지하게 됨.
③ 종류 : 래치(latch), RS 플립플롭, JK 플립플롭, D 플립플롭, T 플립플롭
래치를 제외한 모든 플립플롭은 클록 펄스(CP:clock pulse) 입력을 가지고 있어 클록 펄스에 의하여 순차적으로 처리됨.
④ RS 플립플롭, JK 플립플롭은 클록 펄스 입력 외에 2개의 입력과 2개의 출력으로 구성
⑤ D 플립플롭, T 플립플롭은 1개의 입력과 2개의 출력으로 구성.
⑥ 2개의 출력 중에서 1개의 출력에는 기억된 비트의 정상적인 값이 출력되고, 다른 1개에는 보수(또는 논리역)의 값이 출력.
⑦ 2진 정보는 다양한 방법으로 플립플롭에 입력될 수 있으며, 이에 따라 서로 다른 형태의 플립플롭을 가지게 됨.
<그림 2-19>
- 비트(bit) : 컴퓨터가 데이터를 처리할 때에 가장 기본이 되는 단위로서, 디지털 정보를 나타내는 최소의 단위이다. 하나의 비트는 0 또는 1의 두 가지 숫자 중에 하나만을 표현할 수 있다. 즉, 1비트는 0과 1의 두 가지로 표현되며, 2비트는 00, 01, 10, 11의 네 가지로 표현된다.
- 바이트(byte)는 비트가 8개 모인 것을 말하며, 우리가 사용하는 영문자나 숫자 하나를 표현하는 데에 1바이트가 필요하다. 한글이나 한자 한 글자를 표현하는 데에는 2바이트가 필요하다.
- 워드(word)는 비트가 16개 모인 것을 말하며, 32비트 컴퓨터는 중앙 처리 장치가 내부적으로 한 번에 4바이트(32비트) 처리 능력이 있는 컴퓨터를 말한다.
- 컴퓨터 기억 용량의 단위
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단위 |
명칭 |
의미 |
표현 |
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KB |
킬로(kilo)바이트 |
210바이트 |
1,024바이트 |
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MB |
메가(mega)바이트 |
220바이트 |
1,048,576바이트 |
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GB |
기가(giga)바이트 |
230바이트 |
1,073,741,824바이트 |
|
TB |
테라(tera)바이트 |
240바이트 |
1,099,511,627,776바이트 |
----------마무리 하기----------
1. 조합 논리 회로인 감산기, 곱셈기, 병렬 가산기, 크기 비교기, 멀티플렉서, 디멀티플렉서에 대하여 알아보세요.
2. 순서 논리 회로인 RS 플립플롭, JK 플립플롭, D 플립플롭, T 플립플롭의 각각에 대한 특성표와논리 회로를 알아보세요.
