게이트 변형하기
첫 번째 변형 게이트(NOT 게이트)
a와 b를 서로 묶은 후 그 사이에 새로운 입력 전선을 연결한 것.
a와 b로 들어가는 입력은 언제나 같다.
두 번째 변형 게이트(AND 게이트)
a,b,x는 처음 게이트의 입력과 출력. x와 c는 두 번째 게이트의 입력과 출력
두 개의 게이트는 'c'로 나오는 출력 비트의 상태가 서로 반대.
NAND 게이트
이전에 배운 게이트는 'NAND 게이트'.
AND 랑 비교하면 AND는 입력이 on일 때 어떤 동작을 수행하지만, NAND는 반대로 동작을 멈춘다.
- NAND는 가장 만들기 쉽다. 만드는 과정이 쉽고 소자도 적기 때문에 값싸고 안정적으로 생산할 수 있는 조건을 만족 시킨다.
- 컴퓨터 안에 있는 모든 부품이나 장치는 전부 NAND 게이트 여러 개를 잘 연결하면 만들 수 있다.
컴퓨터 안에는 비트 밖에 없다. 이는 NAND 게이트가 어떻게 작동하는지만 이해하면 컴퓨터는 이해할 수 있다는 말과 같다.
다이어그램
속성
- 입력 또는 출력을 가진 부품
- 입력과 출력을 서로 연결하는 전선
게이트 바깥으로 출력되는 비트는 연결된 전선에 모두 같은 상태로 퍼져 있는 셈.
게이트로 들어가는 입력은 전선에 있는 전류를 소모하지 않는다. 그래서 출력을 하나만 내보내도 많은 게이트에 입력으로 연결할 수 있다.
비트 메모리
비트 메모리는 NAND 게이트 4개만 있으면 만들 수 있다.
- i : 기억하고 싶은 비트를 입력하는 입력 단자
- o : 기억된 비트를 출력하는 출력 단자
- s : 장치에 i를 쓸지 말지 결정하는 입력 제어 단자
| s | i | a | b | c | o | recalculated o | result |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| on | off | on | off | on | off | off | i==o |
| on | on | off | on | off | on | on | i==o |
| off | on or off | on | on | off | on | on | o=i |
| off | on or off | on | on | on | off | off | o=i |
s가 on 일 때는 i와 o의 상태가 같다.
s가 off 일 때는 a와 b가 항상 on 이므로 c가 off이면 o가 on, c가 on이면 o가 off인 결국 s가 on 이었을 때의 예전 상태를 그대로 유지하는 것을 볼 수 있다.
결론으로 s가 on이면 o는 i를 따라 가고, off이면 o는 그대로 값을 유지하는, 즉 i를 보존한다.
비트를 설정하고 (s가 on) 비트를 보존 (s가 off) 원리는 비트 메모리와 같다.
- i : 저장하고 싶은 비트의 상태를 넣어 주는 입력 단자.
- s : 입력 제어 단자
- s -> on : i로 들어오는 비트가 메모리에 입력되어 기록.
- s -> off : 메모리는 전에 기록된 비트를 잠그고 그대로 유지.
'잠근다'는 말은 현재 기억 장치 내용이 지워지거나 바뀌지 않게 유지한다는 뜻. - o : 읽기만 가능한 상태 이며 현재 또는 이전에 기록된 데이터를 출력하는 단자.
- M : 비트 메모리.
vis ta vie