[컴퓨터 구조] 5. 디지털 논리 (1)
1. 조합 논리 회로
1) 조합 논리 회로의 정의
• 디지털 논리 회로의 한 유형
• 입력 신호에 기반하여 출력을 결정하는 논리적인 연산을 수행하는 회로
2) 조합 논리 회로의 이해
출력
• 출력은 현재의 입력에만 의존
• 과거의 입력이나 회로의 상태에는 영향을 받지 않음
출력 생성 과정
• 논리 게이트(AND, OR, NOT 등)를 사용하여 입력 값들을 조합해 원하는 출력을 생성함
입력과 출력
• 입력: 0 또는 1의 값을 가질 수 있음
• 출력: 동일하게 0 또는 1로 나타남
논리 게이트를 통한 연산 수행
• 논리 게이트는 입력 신호를 조작하여 출력 값을 생성
• 논리 게이트들은 전기 회로에서 구현되는 경우가 많음
장점
• 단순성, 신뢰성
특징
• 입력 값들의 조합에 따라 정확하게 출력이 결정됨
• 예측 가능하고 안정적인 동작 제공
• 다양한 조합 논리 회로를 결합하여 복잡한 디지털 시스템 구축 가능
응용 분야
• 컴퓨터 구조, 디지털 신호 처리, 통신 시스템, 자동차 제어, 가전 제품 등
2. 논리 게이트
1) 논리 게이트의 정의
• 디지털 컴퓨터와 논리 회로에서 사용되는 기본적인 전자 소자
• 논리학의 기본 원리를 기반으로 불리언 대수(Boolean Algebra)의 논리 연산자를 회로로 구현
2) 논리 게이트의 이해
기본 논리 게이트 종류
• AND 게이트: 두 개의 입력이 모두 참일 때만 출력이 참
• OR 게이트: 두 개의 입력 중 어느 하나라도 참이면 출력이 참
• NOT 게이트: 입력 값을 반대로 뒤집어 출력
기타 논리 게이트 종류
• BUFFER, NAND, XOR, NOR, XNOR 게이트 등
복잡한 논리 회로 구성 예
• NAND 게이트 → 여러 개의 게이트를 조합하여 구현 가능
3) 기본 논리 게이트 종류
AND 게이트 (논리곱 연산)
• 기호: "∧" 또는 "·“
OR 게이트 (논리합 연산)
• 기호: "∨" 또는 "+"
NOT 게이트 (부정 연산)
• 기호: "¬" 또는 "~"
4) 기타 논리 게이트 종류
BUFFER 게이트
• NOT 게이트와 반대 개념으로 입력 신호를 변경하지 않음
기능
• 출력 신호를 보존하고 전송 지연을 줄임
• 감쇠된 신호를 회복
XOR 게이트 (배타적 논리합 연산)
• 기호: "⊕"
• 입력 신호 중 하나만 참일 때 출력이 참
NAND 게이트 (AND 게이트 + NOT 연산)
• 입력이 모두 참일 때만 출력이 거짓(False)
• 기호: "↑"
NOR 게이트 (OR 게이트 + NOT 연산)
• 입력 신호 중 하나 이상이 참이면 출력이 거짓(False)
• 기호: "↓"
XNOR 게이트 (XOR 게이트 + NOT 연산)
• 입력 신호 중 하나만 참일 때 출력이 거짓(False)
• 기호: "≡"
3. 정논리와 부논리
1) 정논리와 부논리란?
• 논리 게이트의 동작 원리와 출력 값의 차이에 따른 구분
2) 정논리 (Positive Logic)
• 입력 신호들의 논리 연산 결과에 따라 출력 신호 결정
예제
• AND 게이트: 입력이 모두 1일 때만 출력이 1
• OR 게이트: 입력 중 하나 이상이 1이면 출력이 1
• NOT 게이트: 입력과 반대되는 값을 출력
3) 부논리 (Negative Logic)
• 정논리 게이트의 연산 결과에 NOT 연산을 적용한 것
예제
• NAND 게이트 (AND 게이트 + NOT 연산)
- 입력이 모두 1일 때만 출력이 0
• NOR 게이트 (OR 게이트 + NOT 연산)
- 입력 중 하나 이상이 1이면 출력이 0
• XNOR 게이트 (XOR 게이트 + NOT 연산)
- 입력 신호 중 하나만 참일 때 출력이 0
논리 방식에 따른 차이
• 정논리 (Positive Logic): 신호 레벨이 HIGH(1)일 때 사건 발생
• 부논리 (Negative Logic): 신호 레벨이 LOW(0)일 때 사건 발생
이 내용은 휴넷사회복지평생교육원의 컴퓨터 구조 강의를 듣고 정리한 것입니다.