이진 시스템의 저장 공간
이진 시스템에서 저장을 하는 것들을 binary storage라고 부르며, 한 비트에 대한 저장 공간을 binary cell이라고 부른다. binary cell은 0또는 1이라는 값을 가지며, 값을 받거나 출력할 수 있는 요소가 마련되어있다.
레지스터(Register)
CPU 내부에서 임시로 데이터를 저장하는 저장공간으로, n개의 binary cell을 가지고 있는 레지스터를 n-bit register라고 한다. 레지스터는 숫자, 아스키 코드 등의 다양한 정보를 해석할 수 있는 능력이 있다. 레지스터는 입력과 출력 방식에 따라서 2가지로 나뉜다.
- serial register : 직렬 방식으로 일방향으로 데이터를 받아서 출력하는 방식이다.
- parallel register : 병렬 방식으로 각각의 cell마다 데이터를 입력받거나 출력하는 방식이다.
레지스터는 서로 연결되어 데이터를 주고 받는다.
아래는 직렬 방식에서 키보드로 입력된 정보를 레지스터를 통해 cpu에 정보를 전달하는 과정을 나타내었다.
아래는 병렬 방식에서 키보드로 입력된 정보를 레지스터를 통해 cpu에 정보를 전달하는 과정을 나타내었다.
이진 논리
논리는 0 또는 1이라는 상태를 다룬다. 이때 0과 1은 숫자나 기호가 아닌 거짓(false)과 참(true)을 나타낸다. 논리에서 변수들은 알파벳으로 나타내진다. 이진 시스템의 연산자는 여러개가 있는데, 정리된 글을 참조하자.
논리 게이트
가장 기본적인 형태의 물리적인 회로를 뜻한다. 어떤 입력을 받아서 값을 출력하는 것을 의미하는데, 이론적으로의 접근이 아니라 실제로 전기가 들어오고 입력값인 전기가 나가는 전기 회로를 맗나다. 0과 1을 구분할 수 있으며, 둘 사이에 차이가 있어 1을 high voltage, 0을 low voltage로 구분한다. 이 차이가 없으면 둘 사이를 구분할 수 없으므로 구분할 수 있는 차이가 꼭 있어야 한다.
아래는 대표적인 논리 게이트 and, or, not 각각의 모습이다.
Timing Diagrams
어떤 신호가 시간에 따라서 어떻게 변하는지를 나타내는 것이 Timing Diagrams다.
x와 y가 시간에 따라 변하는데, 그것에 따라서 아래의 and, or, not의 출력값도 바뀌게 된다. 들어가는 input의 시간 기준 변화량과 논리 게이트를 지난 output의 시간 기준 변화량을 시각화한 것을 말한다.
Multi-input Logic Gates
한 개 이상의 입력이 들어오면 multi-input logic gate라고 한다. and, or, not의 논리 게이트도 multi-input logic gate며, two-input gate라고 부른다. 입력이 더 많아지면 three, four... 이렇게 명명된다.
