티스토리 뷰

연산장치
주기억 장치로 부터 받은 자료에 대하여 프로그램의 명령에 따라 산술 연산과 논리 연산을 수행


연산장치의 구성

1)산술 연산회로
  - 데이터의 값을 더하는 가산기를 중심으로 이루어짐
  - 누산기에 저장된 데이터와 레지스터에 있는 데이터를 더하여 결과값을 누산기에 다시 저장


2)논리 연산 회로
  - 두 데이터에 대해 AND,OR,NOT,XOR등의 논리 연산을 하는 조합논리 회로로 만들어진 회로


3)누산기
  - 기억장치로 부터 연산할 데이터를 제공받아 보관 하거나 가산기로부터 연산결과를 다시받아 보관하는 레지스터


4)보수기
  - 컴퓨터에서 음수를 처리하기 위한 장치
  - 보수로 표현된 음수를 가산기에 입력하여 덧셈을 하면 뺄셈을 하는결과값


5)데이터 레지스터
  - 연산에 사용하는 데이터가 두개이상일 경우 데이터를 일시적으로 저장해두는 레지스터

6)상태 레지스터
  - 연산의결과가 양/음수인지,오버플러우가 생기는지 등 연산의 결과값에 대한 상태를 나타내는 레지스터


논리 연산 회로

불대수

불대수란 디지털 회로의 동작들을 수학적 방법을 사용하여 분석하는것이다


불대수에서 사용하는 변수는 참,거짓(1,0) 이는 스위치 ON,OFF에 대응할수있다.


0[V]를 0, +5[V]를 1 로 표현하는것이 정논리

반대로 표현하는 것을 부논리라 한다

 

불대수 연산의 종류 

논리곱 - AND연산 입력되는 A,B 두조건 곱한값 AB를 결과값으로 내놓는다.

 

 A

AB 

0

0

1

 AND 게이트

 

논리합 - OR연산 두 족건에서 하나만 참이여도 결과값이 참이된다.

 A

A+B 

 OR게이트

 

논리부정 - NOT연산 현재의 조건을 부정하는것으로 현재값을 반전한 값이 나온다

 A

A'

0

1

1

0

NOT게이트


배타적 논리합 - XOR연산 입력값이 서로 반대되는 경우가 참이된다.

 A

A+'B

0

1

1

0

XOR게이트

 

그밖의 논리회로

NAND 게이트 - AND연산의 결과에 NOT 연산을 결합한 것으로 AND 연산에대한 부정(또는 보수)

 A

(A+B)'

0

1

1

0

 

 

NOR 게이트

OR게이트와 NOT 게이트 를 결합한 것으로 OR게이트의 연산의 부정(보수)이다

 A

Y

1

0

0

0


산술 연산회로

전가산기로 이루어진 덧셈 회로를 중심으로 구성되고,

회로에 입력되는 데이터와 계산된 결과는 레지스터에에 저장된다.

이때, 피가수는 누산기(AC:ACcumulator)에,

가수는 기억 레지스터(MBR Memory buffer register 또는 storage register)에 기억되어있다가

명령에 의하여 계산후 결과는 다시 누산기에 기억된다.


덧셈

기억 레지스터와 누산기의 내용을 가산기로 보내어 연산,

결과는 누산기에 기억되도록 한다.

따라서 연산전의 누산기의 내용은 피가수를 기억했지만, 연산후는 결과를 기억하는것이된다

AC <- AC+MBR



뺄셈

기억 레지스터의 내용을 보수기에 의해 2의 보수로 바꾼후 가산기에 입력하여

누산기에 기억된 피감수와 덧셈

AC<-AC+MBR의 2의보수


곱셈

자리올림이 발생하여 늘어난 자리수 만큼의 모든값을 저장할수있는 보조 누산기인 MQ누산기를 둔다

곱셈은 승수를 기억레지스터에, 피승수는 누산기에 기억시킨후,

가산기에서 덧셈을한뒤 그결과를 누산기와 MQ누산기에 저장한다

AC,MQ누산기 <- ACxMBR


나눗셈

기억레지스터의 내용을 보수기를 거쳐 보수를 바꾼후 누산기의 내용과 가산기에서 덧셈

피제수를 MQ누산기와 누산기를 연속적으로 연결한 형태의 큰수로 기억시키고,

기억레지스터에 기억된 제수로 나눗셈이 실행되게 한다.


나눗셈의 몫은 누산기에, 나머지는 MQ누산기에 정수형태로 기억시킨다

AC(몫), MQ누산기(나머지) <- MQ누산기 AC / MBR

 




정리

- 연산장치(ALU)는 컴퓨터의 가장 기본이 되는 중요한 기능으로 제어 장치의 지시에 따라 실제로 프로그램을 실행한다

- 연산장치는 가산기 보수기 시프트 레지스터 상태 레지스터 등으로 구성되어있다.

- 디지털 컴퓨터와 디지털 회로의 동작들은 불 대수를 사용하여 분석할수 있다

- 불대수의 연산에는 논리합,논리곱,논리부정,배타적 논리합이 있다.

- 트랜지스터, FET, 저항 등을 사용하여 논리 기능을 수행하도록 설계한 전자 회로인 AND 게이트, OR게이트 등을 기본 논리게이트라 한다

- 논리 연산 회로는 입력되는 두 데이터를 연산에 비해 AND, OR, NOT, XOR의 연산을 실행하도록 하는 회로이다

- 반가산기 는 1비트의 두 입력에 대해 덧셈음 실행하는 회로로서 산술연산에  가장 기본이된다. 입력되는A와 B가 모두 1일때만 출력이 !이다

- 전가산기는 2개의 반가산기를 이용하여 두 자리 이상을 연산할수 있게하고, 이때 발생하는 올림수를 자리올림으로 처리할수있는 덧셈회로이다

- 수치 데이터를 표현하는 방법은 부호와 절대값으로 표연하는 경우가 일반적이다. 가장 왼쪽에 있는 비트를 부호 비트로 사용한다 양수: 0음수:1

- 2진수의 뺄셈을 수행하는 기본 조합 논리 회로를 감산기라고 하며, 반감산기와 전감산기로 구분된다.



'기타 스터디 > 컴퓨터,자료구조' 카테고리의 다른 글

컴퓨터 구조 - 제어장치  (0) 2015.06.24
컴퓨터구조 정리  (0) 2015.06.19
자료구조 - 큐  (0) 2015.05.17
자료구조 - 스택  (0) 2015.05.16
자료구조 - 패리티비트,해밍코드  (1) 2015.05.16
댓글
최근에 올라온 글
최근에 달린 댓글
Total
Today
Yesterday
링크
«   2024/03   »
1 2
3 4 5 6 7 8 9
10 11 12 13 14 15 16
17 18 19 20 21 22 23
24 25 26 27 28 29 30
31
글 보관함