[컴퓨터구조] 비트 메모리, 코드와 비트, 0과 1, 바이트

비트 메모리

• 컴퓨터 안에는 비트만 존재하고 비트의 상태는 on과 off만 있음
• 즉, 컴퓨터는 비트 상태가 on인지 off인지만 기억할 수 있음

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1비트 컴퓨터 메모리의 그림이고 4개의 NAND게이트를 사용함

• 입력 2개
• 출력 1개 
• i: 기억하고 싶은 비트 입력
• o: 기억된 비트를 출력
• s: i를 쓸지 말지 결정하는 입력 단자 제어
• a, b, c: 전선

메모리 동작 과정

s가 on 일 때

a: off, on -> on

b: on, on -> off

c: b가 off이기 때문에 -> on

o: on, on -> off

a: on, on -> off

b: off, on -> on

c: a가 off이기 때문에 on, on -> off

o: off, off -> on

s가 off 일 때

i = off, s = off

이때 o는 off로 i가 on이어도 0의 상태가 변하지 않음

c는 i = off, s = on 일 때 상태를 가지고 있음

 

위의 비트 메모리를 단순화 한 것

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정리

s	i	a	b	c	o	recalculated o	result
on	off	on	off	on	off	off	i == o, off
on	on	off	on	off	on	on	i == o, on
off	on or off	on	on	off	on	on	o = i	s = off 전 i가 on일 때
off	on or off	on	on	on	off	off	o = i	s = off 전 i가 off일 때

s가 off 일 때, i를 바꿔도 값이 안 변함

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• s가 on 일 때는 i의 상태를 o로 내보내고 (비트 설정)
• s가 off 일 때는 i의 영향을 받지 않고 예전 상태를 유지한다. (비트 보존)
• NAND게이트 4개를 통해 1비트를 기억하는 방법
• 이 비트 메모리의 동작 원리는 모든 컴퓨터 메모리의 기본 요소

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코드와 비트

코드

• '어떤 사물'이 '다른 사물'을 의미하도록 만들어 주는 방법
• '어떤 사물'에의 모든 상태와 '다른 사물'의 모든 뜻을 하나씩 대응시켜 목록으로 만들어야 함.

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예시 하나의 비트

• 하나의 비트는 2가지의 표현을 할 수 있고 한 비트는 off 상태, 다른 비트는 on 상태를 뜻함
• 비트 그 자체로는 전기 흐름의 유무이기 때문에 어떤 의미도 없고 외부의 사물에 연결을 시켜야지 의미가 생김
• 01001100이라는 비트 패턴을 특정한 뜻으로 쓰자는 약속이 코드이다

0, 1이 아닌 복잡한 상태는 어떻게 만들 수 있을까?

• 비트 신호를 다양하고 조합하고 반복하는 방법을 통해 만들 수 있음(ex 모스부호)

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0과 1

• 앞으로 off인 상태는 0, on인 상태는 1로 정의함

NAND 게이트 표

a	b	c
0	0	1
0	1	1
1	0	1
1	1	0

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바이트 Byte

• 비트 8개를 묶은 단일 장치
• 비트 메모리를 8개 묶어 i는 8개 s는 1개로 하여 사용함
• 256개의 서로 다른 상태 기억 가능

바이트 메모리에 데이터를 입력받고 기억하는 것까지 가능 (원할 때 출력을 내보낼 수 없음

니블 Nibble

• 비트를 4개를 하나로 묶은  것