컴퓨터 일반 요약 공부 - Part 1. -1-

 

컴퓨터 구조

 

01. 컴퓨터 발전

악삭박박 - 악(진공) -> 삭(폰노이만 프로그램내장방식) -> 박(최초 2진법) -> 박(자기테이프, 최초 상업용)

알테어(최초의 PC) -> 애플2(최초의 8비트 PC)

 

02. 컴퓨터 세대별 분류

1세대 - 진공관 - ms - 수은지연 회로 - 저급언어(기계+어셈블리) - 하드웨어 일괄처리

2세대 - 트랜지스터 - μs - 자기코어 - 고급언어(포트란,코볼) - 다중프로그래밍, 시분할/실시간, 가상기억장치

3세대 - 집적회로(IC) - ns - 반도체 - 구조적 언어(파스칼, C) - UNIX, 소프트웨어공학, 다중모드

4세대 - 고밀도집적회로(LSI, VLSI) - ps - 반도체 - 비절차적언어(SQL), 객체지향언어 - 분산처리, PC, VM, 병렬처리

5세대 - 광소자(ULSI) - fs - 반도체 - AI, 자연어, 패턴인식 - 지식기반시스템, 전문가시스템

-집적회로 : SSI -> MSI -> LSI -> VLSI -> ULSI

-표현단위 : 속도(ms->μs->ns->ps->fs->as) 용량(KB->MB->GB->TB->PB->EB->ZB->YB/킬메기테페엑제요)

 

03. 불대수 기본법칙

논리합-OR, 논리곱-AND

교환법칙 - A+B=B+A, A·B=B·A

결합법칙 - (A+B)+C = A+(B+C), (A·B)·C = A·(B·C)

배분법칙 - A·(B+C) = A·B+A·C, A+(B·C) = (A+B)·(A+C)

부정법칙 - (A')' = A

누승법칙 - A+A=A, A·A=A

항등법칙 - A+0=A, A·1=A, A+1=1, A·0=0

보간법칙 - A' + A = 1, A'·A = 0

흡수법칙 - A + A·B = A, A·(A+B) = A

드모르간 법칙 - (A+B)' = A'·B', (A·B)' = A'+B'

 

04. 논리식과 진리표

최소항 - 논리곱으로 표현, 최대항 - 논리합으로 표현

논리식 - 진리표 함수값이 1인 최소항의 합으로 표현, 진리표 함수값이 0인 최대항의 논리곱으로 표현

 

05. 논리식 간소화

(1) 불대수 이용 - 03 규칙 활용

(2) 카르노맵

-순서 : 이웃한 1이 2의 제곱수가 되도록 크게 묶음(중복해서 묶기 가능), 최소 1번 이상 묶여야 함. -> 묶은 것에서 공통으로 변하지 않는 변수 찾기 -> 묶은 변수들의 합

-주의 : 00 01 10 11 순서대로 표 작성

 

06. 논리회로

이진 정보는 전압신호를 이용해 0과 1로 표현. 연산순서는 NOT > AND > OR 순

완전결합 = 임의의 불 함수를 나타내기 위해 필요한 최소한의 연산자 집합 - {AND, NOT}, {OR, NOT}, {AND, XOR}, {OR, XOR} 등이 있고 한 종류의 게이트만으로 가능한 유니버셜 게이트는 {NAND}, {NOR}가 있다.

NAND = A'+B' (1 1만 0) / NOR = A'·B' (0 0만 1) / XOR = A⊕B = A'·B + A·B' (다르면1) / XNOR = A⊙B = A'·B' + A·B (같으면 1)

 

07. 조합논리회로 (****)

입력신호에 의해 출력신호가 결정되는 논리회로, 2진 자료를 기억하는 기능은 없음, 논리게이트로 구성

반가산기, 전가산기, 병렬가산기, 반감산기, 전감산기, 디코더, 인코더, 멀티플렉서, 디멀티플렉서, 비교기 등

(1) 반가산기 : A, B만 입력받아 sum과 carry만 1비트 씩 출력, S=A⊕B, C = A·B

(2) 전가산기 : A, B, Ci(자리올림수)를 입력받아 S와 C0를 출력. 2개의 반가산기와 OR 게이트로 구성

(3) 반감산기 - X, Y를 입력받아 X-Y의 값 D와 윗자리로부터의 자리 빌림(B)를 출력하는 회로, D=X⊕Y, B = X'·Y

(4) 전감산기 - X, Y, B(자리빌림수)를 입력받아 D와 B0을 출력. 2개의 반감산기와 OR 게이트로 구성

(5) 인코더 - 외부에서 들어오는 임의의 신호를 부호화된 2진 신호로 변환하여 컴퓨터 내부로 들여보내는 회로. 문자, 숫자, 기호 등을 2진 부호로 변환. 2^n개의 입력과 n개의 출력으로 구성. 2^n-to-n 인코더

(6) 디코더 - 부호화된 2진 코드를 해독해 하나의 신호를 출력하는 회로. ROM, RAM 같은 기억장치에서 특정 번지를 선택하거나 명령 레지스터(IR)에 들어온 명령을 해독하는데 사용. n개의 입력과 2^n개의 출력으로 구성. n-to-2^n 디코더

(7) 멀티플렉서 - 2^n개의 입력선 중 하나를 선택하여 출력선으로 전달하는 회로. 2^n개의 입력선과 n개의 선택선이 필요함. MUX라고 함. 

(8) 디멀티플렉서 - 1개의 입력신호를 2^n개의 출력 선 중 하나로 전달하는 회로. 2^n개의 출력선과 n개의 선택선이 필요함. DEMUX라고 함.

 

08. 순서논리회로(*******)

입력신호와 회로 내부의 현 상태가 조합논리회로를 통해 출력결과를 결정하는 논리 회로. 2진자료를 기억하는 기능이 있음. 논리게이트와 플립플롭으로 구성.

플립플롭, 레지스터, 카운터, 동기식카운터, 시프터 등

(1) 레지스터 : 마이크로프로세서의 일부분으로 아주 작은 데이터를 잠시 저장할 수 있는 공간. 명령->다른 명령 or 다른 프로그램으로 데이터를 전달하기 위한 장소 제공. n비트 명령어 컴퓨터에선 레지스터 길이도 n비트 이상이어야 함. 어떤 종류는 짧은 명령어 위해 하프 레지스터라고 하는 더 작은 레지스터를 쓰기도 함.

(2) 플립플롭(****)

2진수 1비트를 기억하는 능력을 가진 2진 소자. 계수기, 레지스터, 기억소자 등에 사용. 쌍안정성 회로로 0, 1 상태를 각각 유지하는 두개의 안정회로로 강제로 입력을 변화시키기 전까지 유지. 플립플롭의 2개의 출력은 항상 보수 관계를 가짐. RS 플립플롭, D 플립플롭, JK 플립플롭, T 플립플롭 등이 있음.

-가. RS 플립플롭(래치회로)

Reset 단자와 Set 단자 신호에 따라 2진수 1자리를 기억. 클록펄스가 들어오지 않으면 S, R 입력값에 관계없이 출력값은 변화 X. SR=11은 사용금지. SR=00 -> 불변, SR=01 -> 0(reset), SR=10 -> 1(set)

-나. JK 플립플롭

RS 플립플롭의 SR=11 출력불안정 상태를 보완. JK=11일 때 현재 상태의 반대인 출력으로 바뀌어 안정 상태 유지.

여기표 (X는 don't care 조건)

Q(t)	Q(t+1)	J	K
0	0	0	X
0	1	1	X
1	0	X	1
1	1	X	0

-다. D 플립플롭

D=0이면 출력은 0, D=1이면 출력은 1이 되고 출력이 지연된다. 신호 D가 그대로 Q에 전달되도록 구성. RS 플립플록에 R과 S를 인버터(NOT게이트)로 연결.

-라. T플립플롭

T=0일 경우 JK=00이 되어 Q는 변하지 않고 T=1일경우 JK=11이 되어 Q가 변함. 펄스가 입력되면 현재 상태와 반대 상태로 바뀌게 되는 토글 상태를 만드는 회로. 하나의 입력신호 T를 이용.

(3) 여기표

플립플롭에서 현재 상태와 다음 상태를 알고자 할 때 플립플롭에 어떤 입력을 넣어야 하는가를 나타내는 표.

 

09. 자료구성/진법변환

(1) 자료구성

-비트 : 자료표현 최소단위, binary digit의 약어.

-니블 : 4bit. 10진수 한자리를 표현하는 단위로 사용가능.

-바이트 : 8bit. 문자표현의 최소단위.

-워드 : CPU에서 처리되는 명령 단위. half word = 2byte, full word = 4byte, double word = 8byte.

컴퓨터에서 자료가 연산되는 단위. 컴퓨터가 한꺼번에 처리할 수 있는 자료의 양. ex) 64비트 컴퓨터의 1워드 = 8byte

-필드(항목) : 레코드를 구성하는 항목으로 파일을 구성하는 단위 중 최소의 논리적 단위. 같은 종류 Data 기록되는 항목으로 최소한의 문자집합. 테이블의 열요소.

-레코드 : 서로 관련된 필드(항목)의 집합으로 프로그램 상에서 자료 처리 및 기록의 단위 - 논리적 단위, 내부에서 처리되는 기본 단위. 필드의 집합으로 DB에서 정보 처리할 때 기본이 되는 단위.

논리레코드(기본단위), 물리레코드(하나 이상의 논리레코드로 구성, 보조기억장치의 입출력 단위)

-파일 : 구조가 같은 레코드의 집합으로 기억매체에 저장되는 단위.

-DB : 여러 응용분야에서 여러 사람들이 공동으로 사용할 수있도록 조직 관리되는 자료 모임.

(CPU 처리속도 단위 : MIPS(초당 100만개 명령어 처리), FLOPS(초당 처리할 수 있는 부동소수점 연산 횟수))

 

(2) 진법변환 - 아는 내용이므로 패스. 8진수는 3칸씩, 16진수는 4칸씩

 

 

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ㅌㅅㅍ이랑 ㅂㅁㅈ이랑 둘 다 봤는데 개인적으로 ㅌㅅㅍ쪽이 잘 맞는 거 같아서 이쪽을 보고 정리...

산건 ㅂㅁㅈ 쪽인데 에이... 쩝