20230830_TIL_CS 관련 서적 읽음(2진수의 덧셈, 음수표현,디지털)

2진수의 덧셈

- 비트에서 2진수의 덧셈을 수행할 때, AND 연산과 XOR 연산이 이루어짐

- 덧셈 연산은 AND연산으로, 올림은 XOR로 이루어짐

 

비트의 음수 표현

- 부호와 크키 표현법 : 1개를 부호 비트로, 나머지는 수의 크기로 표현

- 1의 보수 : 비트를 NOT연산을 통해 음수와 양수를 구별해줌

- 2의 보수 : +1을 했을 때 0이 되는 비트 패턴을 찾고 그것을 -1로 표현

                    나머지들은 1의 보수와 동일하게 NOT연산으로 음수 표현

 

비트의 실수 표현

- 고정 소수점 표현법 : 2진 소수점의 위치를 임의로 정함

                                    정수 부분의 비트, 소수 부분의 비트가 존재

- 부동 소수점 표현법 : 가수와 지수의 개념을 도입하여 소수를 표기

                                    가수 부분에서는 2진 소수를 표현, 지수 부분에서는 가수에 곱하는 거듭제곱 표현

- IEEE 부동 소수점 표현법: 

 

10진수를 비트로 표현

- BCD (Binary - Coded Decimal ) : 10진수의 자리수를 4비트로 표현

- 예시) 13 = 0001 0011

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아날로그(analog) 와 디지털(digital)

- 전자기술에서는 아날로그는 연속적인 것을 의미

- 디지털은 이산적인 것을 의미

 

컴퓨터는 왜 디지털로 만들었을까?

- 정밀도의 문제 때문이다. 아날로그는 연속적인 것이기 때문에 정밀도가 낮다

  아날로그도 크게 만들면 정밀도가 높아지나, 큰 물건을 움직이기 위한 에너지도 커지기 때문에

  비효율적이다.

 

아날로그 세상에서 디지털로 표현하는 방법

- 여기서 회로가 필요하다.

- 전이 함수의 선형영역을 작게 만들어 왜곡을 발생시켜 문턱값을 만들고

  아날로그 신호를 디지털 신호로 바꿔준다.

 

10진 숫자를 사용하는 대신 비트(2진 숫자)를 사용하는 이유

 

- 결론만 말하면 너무 많은 문턱값(Threshold)를 가지기에 안정성이 떨어지기 때문이다.

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비트를 처리하기 위한 하드웨어

- 릴레이 : 스위치를 움직이기 위해 전자석을 사용하는 장치
                해당 하드웨어는 라그랑주-해밀턴 방정식에 의해 Threshold가 정의 되지 않는다고 한다

- 진공관 : 물체를 충분히 가열하면 전자가 방출되는 열전자 방출 현상으로 만든 장치

- 트랜지스터 : 반도체를 사용하여 만든 하드웨어. Transfer Resistor의 줄임말

- 직접회로 : Chip이라고도 불리며, 복잡한 시스템을 하나의 트랜지스터를 만드는 비용으로 만들 수 있다고 함.

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해당 내용들에 대해서 엄청 엄청 엄청 간략하게 줄였다.

해당 내용들을 이해하고 추상화 하는데 적어도 5시간을 투자한 것 같다

이해가 안되고 책으로만 읽어서 그런가?..

 

오늘 정리한 내용들에 대해서도 더 자세히 공부하고 싶지만

이제 시간이 부족하다고 느낀다...

 

reference

1. 참조 이미지

2. 한 권으로 읽는 컴퓨터 구조와 프로그래밍