week 2(1) - 컴퓨터 정보의 표현

[ 1. 컴퓨터 정보의 표현 ]

 

- bit 

  : 컴퓨터 정보 표현의 기초 단위로 2진법에서 데이터를 표현하는 단위 0 or 1

 

- byte

  : 비트들로 구성된 정보 표현 단위로 8bit = 1byte

 

- word 

  : 바이트들로 구성된 정보 표현 단위로 1word = 2byte or 4byte

 

 

교재, 45쪽 (표 1-6)

- 10진법 

 : 인간이 사용하는 수로 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9를 이용하여 수를 표현한다.

 

- 2진법 

 : 컴퓨터에서 사용하는 수의 체계로 0,1를 이용하여 수를 표현한다.

 

- 16진법

 : 0~9, A, B, C, D, E, F 를 이용하여 수를 표현한다.

 

 

[ 2. 2진 정수 표현 ]

 

 (1) 부호 없는 2진 정수 표현

 

  - 10진수를 부호가 없는 2진수로 변환

 

 

 -> 10진수 값을 2로 연속해서 나누어서 획득되는 나머지값을 이용해서 부호없는 2진수로

     변환한다.

 

 -> 왼쪽은 10진수 53을 부호없는 2진수로 변환하는 과정 ( 110101 )

     

 

 

 

  - 부호가 없는 2진수를 10진수로 변환

 

       -> 110101 = 1 x 2^5 + 1 x 2^4 + 1 x 2^2 x 1 x 2^0 = 53

 

 

 

 (2) 부호 있는 2진 정수 표현

 

  - 최상위 비트 : 부호 비트 ( 0:양수, 1:음수 )

 

  - 부호화 크기 표현

     : 최상위 비트 = 부호 비트

     : 나머지 n-1개의 비트들 = 수의 절대 크기

교재, 73쪽

 

  - 1의 보수 표현

     : 부호 없는 2진 정수의 모든 비트를 반전시킨다. ( 0 -> 1, 1 -> 0 )

 

 

 - 2의 보수 표현 

    : 1의 보수 결과값에 1을 더함

 

 

 

 - 10진수를 2의 보수로 표현된 2진수로 변환하는 과정

 

   

  ① 10진수를 부호가 없는 2진수로 변환

  ② 부호 비트를 삽입

  ③ 1의 보수를 구함

  ④ 2의 보수를 구함

 

(3) 2진수의 표현 범위

 

-> n비트 데이터의 표현할 수 있는 범위 

교재, 77쪽

 

 

  -> 부호화 크기 표현 : -(2^7 -1) ~ +(2^7-1)

 

  -> 1의 보수 : -(2^7 -1) ~ +(2^7-1)

 

  -> 2의 보수 : -2^7  ~ +(2^7-1)

 

 

[ 3. 논리 연산 ]

 

- 기본 논리 연산

 

  -> AND 연산 : 모든 입력값이 모두 1인 경우에만 결과값이 1이 되고, 그 외의 경우는 결과값이 0이 됨

 

  -> OR 연산 : 모든 입력값 중 하나만 1이면 결과값이 1이 된다.

 

  -> Exclusive-OR (XOR) 연산 : 모든 입력값이 모두 동일한 경우에는 결과값이 0이 되고 그 이외의 경우에는 결과값이 1이 됨

 

  -> NOT 연산 : 주어진 입력값의 반대값이 결과값이 됨

입력 X	입력 Y	X AND Y	X OR Y	X XOR Y	NOT X	NOT Y
0	0	0	0	0	1	1
0	1	0	1	1	1	0
1	0	0	1	1	0	1
1	1	1	1	0	0	0

 

- 응용 논리 연산

 

  -> Selective-set(선택적 세트) 연산 : 선택된 특정 비트를 1로 세트시키는 연산

  -> Selective-complement(선택적 보수) 연산 : 선택된 특정 비트를 1의 보수로 변경하는 연산

 

  -> Mask(마스크) 연산 : 선택된 특정 비트들을 0으로 만드는 연산

  -> Insert(삽입) 연산 : 입력 값 내의 특정 위치에 새로운 비트값들을 삽입하는 연산

 

  -> Compare(비교) 연산 : 두 입력값을 비교하는 연산

 

  -> Circular shift (순환 이동)

: 최상위 혹은 최하위에 있는 비트가 반대편 끝에 있는 비트 위치로 이동해서 비트가 회전하는 이동

 

    - 순환 좌측 이동

    - 순환 우측 이동

 

 

-> Arithmetic shift(산술적 이동) : 부호 비트는 유지하고 수의 크기를 나타내는 비트들만 이동

 

    - 산술적 좌측 이동

   D4 (불변), D3 ← D2, D2 ← D1, D1 ← 0

 

   - 산술적 우측 이동

   D4 (불변), D4 → D3 , D3 → D2, D2 → D1     

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< 출처 >

강의노트, 디지털논리와 컴퓨터 설계, Harris et al. (조영완 외 번역), 사이텍미디어, 2007, 컴퓨터 구조와 원리 (비주얼 컴퓨터 아키텍처), 신종홍 저, 한빛미디어, 2011

 

컴퓨터 정보의 표현 문제.pdf

0.09MB

컴퓨터 정보의 표현 답.pdf

0.09MB