[컴퓨터 구조] 디지털 논리 회로

1. 디지털 컴퓨터

데이터를 수치화하여 처리하는 컴퓨터.사칙 연산이 바탕이 되며 연속적인 양의 표현이 불가능하므로 수치로 변환하여 나타낸다. 보통 컴퓨터라고 하면 디지털 컴퓨터를 가리킨다.

컴퓨터는 하드웨어와 소프트웨어 두 부분으로 구성된다.

하드웨어: 컴퓨터의 모든 전자 제품과 주변 장치를 구성하는 전자기적 부품들을 말한다.

소프트웨어: 컴퓨터의 다양한 정보 처리 작업을 수행하는 명령어와 데이터로 구성된다.

전자공학에서 논리 게이트(=논리 회로)는 부울 대수를 물리적 장치에 구현한 것으로, 하나 이상의 논리적 입력값에 대해 논리 연산을 수행하여 하나의 논리적 출력값을 얻는 전자회로를 말한다.

AND, OR, NOT의 기본 부울 대수를 수행하며, 이 기본 부울 대수들의 결합으로 복합적인 논리 기능을 수행한다.

순서론과 추상대수학, 논리학에서 부울 대수는 고전 명제 논리의 명제의 격자와 같은 성질을 갖는 격자이다.

즉, 논리적 공리들을 만족시키는 논리합과 논리곱 및 부정의 연산이 정의된 대수 구조이다.

논리식을 직관적이고 간단하게 간소화하기 위한 방법 중 하나로, 논리식을 간소화하면 회로에 들어가는 게이트의 수, 와이어의 수를 효과적으로 줄여 제작 비용을 줄일 수 있는 장점을 가지고 있다.

일정 시점의 출력값이 일정 시점의 입력값에 의해서만 결정되는 논리 회로이다.

조합 회로의 예시로는 Adder, Subtractor, Comparator, Decoder, Encoder, Multiplexer 등이 있다.

순차 회로의 기본 요소로, 1비트의 정보를 보관 및 유지할 수 있는 회로이다. 전기 신호가 지속적으로 공급되어야만 정보를 유지할 수 있다.

기본적으로 NOT 게이트 2개를 사용해서 피드백 루프를 돌리는 방식으로 구현한다.

입력 값에 따라 출력 값이 결정되는 조합 회로와는 달리, 현재의 입력 값 뿐만 아니라 기억소자인 플립플롭에 저장되어 있는 정보에 의해 결정되는 논리회로이다.