[컴퓨터시스템구조] 2강 진법과 진법변환, 보수, 데이터의 표현, 연산

* 진법과 진법변환

1비트 = 2진수 한 자리 = 1개의 신호선

 

진법

10진법(decimal notation)

2진법(binary notation)

8진법(octal notation)

16진법(hexa notation)

 

2. 진법변환

목적에 따라 다른 진법으로 변환하는 것을 진법 변환이라 한다.

보통은 10진수와 2진수의 변환방법만 알면 된다.

 

* 보수

인간이 계산하는 사칙연산을 컴퓨터에서는 연산장치가 담당하고 있는데 가산기라는 장치에서 덧셈이 이루어진다.

컴퓨터에서 보수는 음수를 표현하는 기능으로 사용

 

보수체계

10진수에서는 9의 보수와 10의 보수가 있으며 2진수에서는 1의 보수와 2의 보수가 있다.

10의 보수 = 9의 보수 + 1

2의 보수 = 1의 보수 + 1

 

2. 보수를 이용한 연산

컴퓨터의 연산장치에서는 뺄셈을 하는 방법으로 보수를 사용

대부분의 장치에서는 2의 보수방식을 사용

 

* 데이터의 표현

컴퓨터에서 처리하는 데이터의 표현방식은 크게 수치형 데이터와 비수치형 데이터로 구분된다.

2진수 데이터에서 1자리를 1비트라고 한다.

2진수 8자리는 8비트이다.

 

정수표현

수치형 데이터 표현은 정수형과 실수형으로 구분

정수형은 10진수 표현방식과 2진수 표현방식으로 구분 가능

 

2. 실수표현방식

실수를 표현하는 방식으로 크게 고정소수점 표현방식과 부동소수점 표현방식이 있다.

 

3. 문자표현 및 코드체계

컴퓨터에서 사용되는 모든 문자가 입력장치로부터 입력되어 기억장치에 기억될 때 어떤 형태로 기억되느냐 하는 것을 문자표현이라한다

각 문자들은 컴퓨터의 기본단위인 2진수로 표현하는데 이것을 코드라 한다

표준 BCD 코드 : 2세대 컴퓨터에서 주로 사용하였으며 여러 종류의 시스템 사이에 자료교환을 융통성 있게 하기 위해 개발되었다.

ASCII 코드 : 국제 표준화코드이며 주로 컴퓨터 간에 데이터 통신이나 PC에 널리 사용하고 있다.

EBCDIC 코드 : 확장된 2진화 10진코드이며 IBM에서 개발, 현재 대부분의 컴퓨터에서 널리 사용하는 코드

한글코드 : 조합형 코드와 완성형 코드 2가지가 있으며 현재 한글 코드 표준에서 채택한 방식이다.

가중치 코드 : 각 자리마다 10진법에 맞도록 값을 갖는 코드 방식

비가중치 코드 : 액세스3, 2 out 5, 시프트 카운터, 존슨, 그레이 코드등이 있으며 가장 대표적인 코드는 액세스3코드이다.

오류 검출 코드 : 잘못된 정보를 검출하거나 교정할 수 있는 코드로 패리티 체크, 비퀴너리 코드, 링 카운터 코드, 헤밍 코드 등이 있다.

 

* 연산

 

수치연산

수치연산은 고정소수점 표현 방식이 기본이 되며 부동소수점방식으로도 표현한다

모든 연산은 사칙연산을 기본으로 한다.

수의 사칙연산, 산술연산이라 한다.

산술 시프트 : 산술시프트는 좌측으로 이동 시에는 곱하기 2의 효과를 가지며 우측시프트는 나누기 2의 효과를 갖는다, 음수를 시프트하는 경우는 음수를 표현하는 방법에 따라 추가되는 비트는 달라진다.

 

2. 비수치연산

비수치연산은 논리연산과 문자 데이터 처리에 대한 연산을 의미한다.

논리연산은 레지스터 내의 개별적인 비트 조작을 위한 각종 연산을 의미하며 부울연산이 기본이다

논리시프트, 로테이트가 대표적인 비수치연산이다.

SET, MASK, Selective Complement, 논리시프트, 로테이트