[컴퓨터구조] 바이트와 코드, 레지스터, 버스, 다중 입력 다중 출력 게이트

바이트 Byte와 코드

• 비트 8개를 묶은 단일 장치로 256 가지의 가능성을 표현할 수 있다.
• 비트는 2가지의 가능성을 표현할 수 있음( 0 or 1 )

문자 언어는 바이트로 표현하기에 적합함 (알파벳 대소문자 26개, 26개, 숫자 0-9, 기타 기호 다 합치면 약 100개)

 

바이트에 'A' 넣는 법 

• 'A'를 바이트에 넣고 싶다면 코드를 이용해야 한다.
• 바이트 코드 -> 현실 세계에 존재하는 어떤 것과 바이트에서 가능한 상태 하나를 대응하는 것
• 256가지의 가능성중 한 곳에 :'A'를 지정하여 'A'를 지정한 가능성이 나오면 'A'를 출력하게 한다.

아스키코드 ASCII

ASCII 코드표 일부

• 영어권 사용자를 위해 알파벳과 다른 문자 기호를 표준화한 코드
• 초창기 컴퓨터 제조사들이 문자 언어 코드를 각자 멋대로 만들었기에 호환성을 위해 표준 문자 기준을 정함
• 대문자와 소문자를 비교하면 비트 하나 차이 나는 것을 확인할 수 있음
• 이렇기에 영어 하나는 1byte의 메모리를 차지함

바이트 안에 코드를 넣어서 의미를 만들자! (코드는 개별적인 패턴)

---

레지스터

• 바이트 메모리와 출력 제어기를 합친 장치
• 입력 비트 8개의 상태를 기록하는 부품
• 새로운 상태를 저장하기 위해서는 이전의 상태에 덮어 씌우기 때문에 가장 최근에 저장한 값만 남아있음

---

출력 제어기

1 바이트를 출력하는 제어하는 부품이 필요함 -> 8개의 And 게이트가 필요함 ( 출력 제어기)

R 레지스터

앞에서 배운 바이트 메모리에 출력 제어기를 달아 레지스터를 만듦

• 바이트 메모리에 데이터를 입력받고 유지할 수 있을 뿐만 아니라 원할 때 출력을 내보낼 수 있게 됨 -> 레지스터

---

버스 Bus

• 시스템 구성요소를 서로 연결하고데이터를 전달하기 위한 경로
• 주소 버스, 데이터 버스, 제어 버스로 구성됨
• Buss: 매우 두꺼운 전선 이라는 뜻을 가지고 있음 하지만 기능을 볼때 대중교통 버스와 비슷한 일을 함
  • 바이트 정보는 출발지에서 컴퓨터에 있는 수많은 장치로 보낼 수 있어야함
  • 그렇기에 버스를 모든 길목에 설치해야함 -> 레지스터의 입력과 출력을 제어할 수 있게 설계한 이유

---

레지스터 (버스 형태)

바이트 크기의 버스

위의 레지스터를 겹선 하나로 표현한 것

---

버스에 연결된 레지스터

• R1 부터 R5 까지 5개의 레지스터가 연결됨
• 각 레지스터는 같은 버스에 입력을 보내고 출력을 받음

R1 ~ R5 의 s, e 가 0이라면 모든 레지스터에 있는 바이트 상태는 이전과 동일하고 버스에는 아무 데이터가 없음

R1의 데이터 R4에 복사

• R1의 e를 1로 설정하여 출력시키고 R4의 e를 잠시 1로 설정하고 0으로 바꾸어 데이터를 순식간에 받아 저장함

---

데이터는 R1 에서 R5, R4에서 R1 등 모든 방향으로 보낼 수 있음 -> 비트가 전기이기 때문

 

주의 사항

• 바이트 데이터를 출력하는 레지스터는 한개만 가능함 -> 모호한 데이터가 생길 수 있음
• 바이트 데이터를 입력받는 레지스터는 동시에 2개 이상도 가능

---

다이어그램 표기

• 입출력 따로 표기했었으니 i/o로 한번에 묶어 표기함

 

---

다중 입력 게이트와 다중 출력 게이트

다중 입력 게이트

• 입력이 2개보다 많은 게이트

입력 AND 게이트

3입력 AND 게이트 표

• 위의 게이트에서 d가 1인 경우는 a, b, c 가 모두 1인 상태 하나이다.

---

• 입력을 추가할수록 두 배씩 늘어남

다중 출력 게이트

• 입력 개수보다 출력 개수가 더 많은 게이트

2입력-4출력 디코더

2입력-4출력 디코더 표

• NOT 게이트 2개와 AND 게이트 4개로 만듦

디코더

입력-8출력 디코더(단순화)

• 코드를 해독한다는 뜻
• 입력 2개로 가능한 상태 4개를 코드로 간주하면 출력은 입력으로 어떤 코드를 사용했는지 말해줌
• 입력으로 받은 비트 상태에 해당하는 출력 하나만 1로 만들어주는 장치