컴퓨터 구조/논리 회로

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이산수학/통계학

논리 회로 시스템

정익사
2017-02-01
조회수 1307

논리 회로 시스템

 지은이 : 김성락, 남시병, 임해진, 김종익

 ISBN : 978-89-353-0475-2

 금액 : 33,000원


● 발행날짜 : 2014년 8월 20일

● 페이지 : 622페이지

● 판매처 : 온라인 서점

● 강의자료 제공

   책 소개
 책 소개
디지털 공학 기술은 아날로그 기술에서 해결하지 못하던 많은 분야에서도 폭 넓게 사용되고 있으며, 특히 컴퓨터 하드웨어에서는 가장 핵심 기술로 컴퓨터의 발달은 곧 디지털 기술로 이어진다.
디지털 공학 기술은 고속성과 정확성, 저렴성과 범용성, 다중성과 대용량성, 호환성과 자동성 등의 특성으로 디지털 시스템을 비롯한 디지털 컴퓨터와 데이터 통신의 급속한 발전과 더불어 빠른 수행 속도와 기능 향상을 위한 복잡화 및 응용 분야가 광범위해짐으로써, 현대의 정보화시대를 구축해 가는데 필요한 핵심 기술로서 계측제어, 통신, 정보 분야 등 산업 전반에 걸쳐 디지털 공학 기술의 필요성이 광범위하게 증가하고 있다. 이러한 디지털 공학 기술의 기반으로 구성되는 디지털 시스템을 이해하기 위해서는 디지털 논리 회로에 대한 개념과 설계 방법 등에 대한 학습이 될 수 있다.
이 책의 내용은 디지털 공학에 관련된 부분만을 모아 상세히 설명하였으며, 많은 연습문제에 주관식과 객관식을 수록하여 국가시험이나 자격시험 등 여러 방면으로 디지털 공학 기술을 습득하고, 컴퓨터 구조를 공부할 때 많은 도움을 받을 수 있도록 쉽게 설명하기 위해 노력하였다. 이러한 내용은 디지털 시스템의 하드웨어를 이해하고 흥미를 가지고 있는 모든 사람들뿐 아니라 공학에 대한 기초 지식이 없는 사람들도 디지털 논리 회로의 이론과 설계에 대한 개념을 쉽게 이해하고 습득할 수 있도록 하였다.
또한 각 대학의 전기?전자?정보통신 및 컴퓨터 관련 학부 또는 학과에서 디지털 논리 회로 설계의 교재로 적합하도록 구성하였으며, 기계공학 등 다른 분야의 공학을 전공하는 사람들도 쉽게 이해할 수 있도록 구성되어 있으며 또한 각 분야별로 선택하여 강의할 수 있도록 배려해 놓았다.
이 책의 주요 내용을 간단히 소개하면 다음과 같다.
컴퓨터 구조와 조직 중 하나인 ALU(연산 장치 : 논리 연산과 산술 연산)을 이해하는데 필수적인 학문으로 개념과 동작에 관하여 설명한 후 각 구성 요소들이 가지는 구조와 원리에 대하여 상세히 설명함으로 컴퓨터 구조에 대한 기본적인 원리와 동작 과정을 이해함으로써 기계적인 기능을 최대로 활용하여 성능 분석과 개선, 설계 등에 적용할 수 있는 능력을 높이는 데 도움이 되고자 한다.
이 책의 전반적인 구조는 다음과 같이 구성되었다.
Chapter 01 디지털 신호와 아날로그 신호의 개념, 디지털 정보의 표현 방법과 주기적인 파형에서 주파수 주기 개념, 디지털 회로의 장/단점 그리고 디지털 회로 설계의 일반론에 관하여 설명한다.
Chapter 02 데이터의 표현에서는 컴퓨터에서 사용되는 수 체계와 이들의 연관 관계를 이해하기 위해 진수 변환과 데이터의 표현 방식에 대하여 설명한다.
Chapter 03 디지털 회로에 사용되는 디지털 코드( 2진 코드, 3-초과 코드, BCD 코드, 에러 검출 코드, 에러 교정 코드, 알파뉴메릭 코드 등)에 관하여 설명한다.
Chapter 04 디지털 논리 회로인 기본 게이트 (NOT gate, OR gate, AND gate, NOR gate, NAND gate, XOR gate, XNOR gate)의 원리와 동작 그리고 전기적 특성과 IC 논리군의 특성에 관하여 설명한다.
Chapter 05 디지털 회로에서는 컴퓨터의 동작 과정을 공부하기 위해 디지털에 대한 기본 지식과 부울 대수와 함수에 대하여 설명한다.
Chapter 06 디지털 회로를 간소화하기 위한 부울 함수의 간소화와 논리 회로의 간소화에 관하여 설명한다.
Chapter 07 조합 논리 회로에서는 CPU의 내부 구조를 이해하기 위해 조합 논리 회로에 대한 해석과 설계, 인코드, 디코드, MUX와 DEMUX에 대하여 집중적으로 설명한다.
Chapter 08 디지털 시스템의 연산 논리 회로의 원리에 관하여 설명한다.
Chapter 09 순차 논리 회로에서는 CPU의 내부 구조를 이해하기 위해 순차 논리 회로(동기식 순차 논리 회로, 비동기식 순차 논리 회로)와 플립플롭에 관하여 설명한다.
Chapter 10 순차 논리 회로의 해석과 설계 그리고 카운터의 설계, 상태 방정식을 이용한 설계에 대하여 집중적으로 설명한다.
Chapter 11 디지털 카운터(비동기식 카운터, 동기식 카운터, 병렬 입력 2진 카운터, TTL 카운터 IC)의 설계와 방법에 관하여 설명한다.
Chapter 12 레지스터의 형태와 종류 그리고 구성에 관하여 설명한다.
Chapter 13 메모리의 개요를 설명하고 제조 기술에 따라 성능이 달라지고 메모리 회로 구성에 따라 여러 특성의 메모리로 구성된 여러 메모리 소자의 특성과 성능을 설명한다.
Chapter 14 디지털 집적 회로의 종류와 구성에 관하여 설명한다.
Chapter 15 디지털 주파수 카운터나 디지털과 아날로그 접속에 관하여 설명한다.

 저자소개
 목차
Chapter 01 디지털 개념

Section 1.1 아나로그 시스템과 디지털 시스템
Section 1.2 논리 레벨과 펄스 파형
Section 1.3 디지털 논리
1.3.1 디지털 논리 연산
1.3.2 디지털 논리 게이트
1.3.3 디지털 논리 기능
section 1.4 디지털 집적 회로
연습문제

Chapter 02 데이터의 표현

section 2.1 컴퓨터에서 2진수를 사용하는 이유
section 2.2 수의 진법 변환
2.2.1 10진 변환
2.2.2 2진수 변환
2.2.3 8진수 변환
2.2.4 16진수 변환
section 2.3 진법 연산
2.3.1 덧셈 연산
2.3.2 뺄셈 연산
2.3.3 곱셈 연산
2.3.4 나눗셈 연산
2.3.5 음수 표현법
2.3.6 부호와 절대 값에 의한 음수의 표현
2.3.7 보수 연산
연습문제

Chapter 03 디지털 코드

section 3.1 2진 코드
section 3.2 10진 코드
3.2.1 10진수의 2진화
3.2.2 BCD 코드
3.2.3 BCD 코드의 연산
section 3.3 3-초과 코드
section 3.4 시프트 카운터 코드
section 3.5 그레이 코드
3.5.1 2진수를 그레이 코드로 변환
3.5.2 그레이 코드를 2진수로 변환
section 3.6 에러 검출 코드
3.6.1 패리티 코드
3.6.2 특수한 에러 검출 코드
section 3.7 에러 교정 코드
3.7.1 해밍 코드
3.7.2 단일 에러 검출 및 교정
section 3.8 알파뉴메릭 코드
3.8.1 ASCII 코드
3.8.2 EBCDIC 코드
3.8.3 표준 BCD 코드
3.8.4 한글 코드
연습문제

Chapter 04 논리 게이트

section 4.1 기본 논리 게이트
4.1.1 버퍼 게이트
4.1.2 인버터 게이트
4.1.3 버퍼와 인버터 IC
section 4.2 AND 게이트와 NAND 게이트
4.2.1 AND 게이트
4.2.2 NAND 게이트
4.2.3 AND 게이트와 NAND 게이트의 IC
4.2.4 IC를 사용하지 않는 AND 게이트와 NAND 게이트
section 4.3 OR 게이트와 NOR 게이트
4.3.1 OR 게이트
4.3.2 NOR 게이트
4.3.3 OR 게이트와 NOR 게이트의 IC
4.3.4 IC를 사용하지 않은 OR 게이트와 NOR 게이트
section 4.4 XOR 게이트와 XNOR 게이트
4.4.1 XOR 게이트
4.4.2 XNOR 게이트
4.4.3 XOR 게이트와 XNOR 게이트의 IC
4.4.4 XOR 게이트와 XNOR 게이트의 응용
section 4.5 3-상태 버퍼와 배치 드라이브
4.5.1 3-상태 버퍼
4.5.2 버퍼의 배치 드라이브
section 4.6 결선형 AND와 결선형 OR
4.6.1 결선형 AND
4.6.2 결선형 OR
section 4.7 논리 게이트의 전기적 특성
4.7.1 전파 지연 시간
4.7.2 전력 소모
4.7.3 잡음 여유도
4.7.4 팬-아웃과 팬-인
4.7.5 풀-업과 풀-다운
section 4.8 논리 레벨과 펄스 파형
section 4.9 IC 논리 군의 특성
연습문제

Chapter 05 부울 대수

section 5.1 부울 대수
5.1.1 부울 대수의 가설
5.1.2 부울 대수와 상용대수의 차이점
section 5.2 부울 대수의 규칙
5.2.1 부울 대수의 기본 정리
5.2.2 쌍대성
5.2.3 연산자의 우선순위
section 5.3 드모르 강의 정리
section 5.4 부울 함수
5.4.1 부울 함수의 표현
5.4.2 부울 함수의 간소화
5.4.3 콘센서스 정리
5.4.4 함수의 보수
section 5.5 부울 함수의 정형과 표준형
5.5.1 최소항과 최대항
5.5.2 곱의 합형
5.5.3 합의 곱형
5.5.4 최소항과 최대항의 관계
5.5.5 합의 곱형과 곱의 합형의 관계
연습문제

Chapter 06 부울 함수의 간소화

section 6.1 부울 대수식의 기본 정리 이용
section 6.2 카르노 맵
6.2.1 3-변수의 카르노 맵
6.2.2 4-변수의 카르노 맵
6.2.3 5-변수와 6-변수의 카르노 맵
section 6.3 무관 조건
section 6.4 Quine-McClusky에 의한 테이블 방법
6.4.1 PI의 식별
6.4.2 Cyclic prime implicant
6.4.3 테이블 방법의 무관 조건
section 6.5 다 출력 함수의 설계
section 6.6 논리 회로의 간소화
6.6.1 NOR 게이트와 NAND 게이트
6.6.2 NAND 게이트의 논리 회로 구성
6.6.3 NOR 게이트와 논리 회로 구성
section 6.7 XOR 게이트와 XNOR 게이트
연습문제

Chapter 07 조합 논리 회로

section 7.1 조합 논리 회로의 해석
7.1.1 무관 조건을 갖는 회로의 해석
section 7.2 조합 논리 회로의 설계
7.2.1 코드 변환기
section 7.3 패리티 발생기와 패리티 검사기
7.3.1 패리티 발생기
7.3.2 패리티 검사기
section 7.4 인코더
7.4.1 기본 인코더
7.4.2 10진/BCD 인코더
7.4.3 우선순위 인코더
section 7.5 디코드
7.5.1 기본 디코드
7.5.2 BCD/10진 디코더
7.5.3 디코더에 의한 조합 논리 회로 구현
7.5.4 BCD/7-세그먼트 디코더
section 7.6 멀티플렉서
7.6.1 기본적인 2-입력 멀티플렉서
7.6.2 멀티플렉서를 사용한 조합 논리 회로 구현
7.6.3 멀티플렉서의 응용
section 7.7 디멀티플렉서
section 7.8 MUX와 DEMUX의 조합 논리
section 7.9 ROM을 이용한 조합 논리 설계
연습문제

Chapter 08 연산 논리 회로

section 8.1 기본 가/감산기
8.1.1 기본 가산기
8.1.2 감산기
section 8.2 2진 가산기
8.2.1 직렬 가산기
8.2.2 병렬 가산기
8.2.3 고속 2진 병렬 가산기
8.2.4 BCD 가산기
8.2.5 3-초과 가산기
section 8.3 2진 감산기
8.3.1 병렬 2진 가/감산기
8.3.2 BCD 가/감산기
section 8.4 2진 곱셈기
section 8.5 2진 나눗셈기
section 8.6 크기 비교기
연습문제

Chapter 09 순차 논리 회로

section 9.1 동기식 순차 논리 회로와 비동기식 순차 논리 회로
section 9.2 플립플롭
9.2.1 기본적인 플립플롭
9.2.2 제어 입력을 갖는 R-S 플립플롭
9.2.3 제어 입력을 갖는 플립플롭
9.2.4 제어 입력을 갖는 J-K 플립플롭
9.2.5 제어 입력을 갖는 T 플립플롭
section 9.3 에지 트리거 플립플롭
9.3.1 플립플롭의 트리거링
9.3.2 에지 트리거 플립플롭
9.3.3 에지 트리거 D 플립플롭
9.3.4 에지 트리거 J-K 플립플롭
9.3.5 에지 트리거 T 플립플롭
section 9.4 마스터-슬레이브 플립플롭
9.4.1 마스터-슬레이브 R-S 플립플롭
9.4.2 마스터-슬레이브 D 플립플롭
9.4.3 마스터-슬레이브 J-K 플립플롭
section 9.5 제어선을 갖는 비동기 회로
연습문제

Chapter 10 순차 논리 회로의 해석과 설계

section 10.1 순차 논리 회로의 해석
section 10.2 플립플롭의 여기표
10.2.1 플립플롭의 특성표
10.2.2 플립플롭의 여기표
section 10.3 순차 논리 회로의 설계
10.3.1 동기식 순차 논리 회로
section 10.4 카운터의 설계
section 10.5 상태 방정식을 이용한 설계
10.5.1 J-K 플립플롭를 사용한 상태 방정식
10.5.2 D 플립플롭을 사용한 상태방정식
section 10.6 디코더와 플립플롭을 사용한 설계
연습문제

Chapter 11 카운터

section 11.1 비동기 카운터
11.1.1 2-비트 비동기 2진 카운터
11.1.2 3-비트 비동기 2진 카운터
11.1.3 카운터 디지털 논리
11.1.4 비동기 BCD 증가 카운터
11.1.5 비동기 BCD 감소 카운터
section 11.2 동기 카운터
11.2.1 2-비트 동기식 2진 카운터
11.2.2 3-비트 동기식 2진 카운터
11.2.3 동기식 BCD 카운터
11.2.4 3-비트 동기식 2진 증/감 카운터
11.2.5 타이밍 순차 회로
section 11.3 병렬 입력 2진 카운터
11.3.1 4-비트 병렬 입력 2진 카운터
11.3.2 모듈러-N 카운터
section 11.4 TTL 카운터 IC
11.4.1 카운터 IC
연습문제

Chapter 12 레지스터

section 12.1 레지스터의 형태
12.1.1 병렬 로드 레지스터
12.1.2 병렬 로드 레지스터를 사용한 순차 논리 회로
section 12.2 자리이동 레지스터
12.2.1 자리이동 레지스터
12.2.2 레지스터간의 전송
12.2.3 양 방향 자리 이동 레지스터
12.2.4 범용 자리이동 레지스터
section 12.3 입/출력 방식에 따른 레지스터
12.3.1 직렬 입력-직렬 출력 레지스터
12.3.2 직렬 입력-병렬 출력 레지스터
12.3.3 병렬 입력-직렬 출력 레지스터
12.3.4 병렬 입력-병렬 출력 레지스터
section 12.4 자리이동 레지스터 응용
12.4.1 재 순환 자리이동 레지스터
12.4.2 동적 자리이동 레지스터
12.4.3 정적 자리이동 레지스터
12.4.4 시간 지연 소자로서의 자리이동 레지스터
연습문제

Chapter 13 메모리와 프로그램 논리 합

section 13.1 메모리의 개요
13.1.1 메모리의 구조
13.1.2 메모리의 동작
13.1.3 메모리의 특수한 특성
13.1.4 메모리 번지의 16진수 표현
section 13.2 반도체 메모리의 분류
section 13.3 ROM
13.3.1 ROM의 구성
13.3.2 ROM의 종류
13.3.3 ROM의 내부 구조
13.3.4 ROM의 기능과 용도
13.3.5 ROM을 사용한 조합 논리 회로의 구현
section 13.4 RAM
13.4.1 SRAM
13.4.2 동적 RAM
13.4.3 자기 버블 메모리
13.4.4 메모리 확장
section 13.5 프로그램 논리 장치
13.5.1 PLA의 필요성
13.5.2 PLA의 구조
13.5.3 PAL
연습문제

Chapter 14 디지털 직접 회로
section 14.1 스위칭 회로
14.1.1 반도체 다이오드
14.1.2 발광 다이오드
14.1.3 쌍극 접합 트랜지스터
14.1.4 MOSFET
14.1.5 CMOSFET
section 14.2 디지털 논리 회로
14.2.1 다이오드 논리 회로
14.2.2 RTL 논리 회로
14.2.3 DTL 논리 회로
14.2.4 고 임계 논리 회로
14.2.5 TTL 논리 회로
14.2.6 TTL 게이트 출력
section 14.3 ECL 회로
section 14.4 I2L 회로
section 14.5 MOS 논리 회로
section 14.6 CMOS 논리 회로
연습문제

Chapter 15 디지털 응용

section 15.1 디스플레이
15.1.1 LED
15.1.2 FND
15.1.3 BCD 카운터 표시기
15.1.4 멀티 디스플레이
section 15.2 주파수 카운터
section 15.3 디지털과 아날로그 접속
15.3.1 디지털-아날로그 변환기
15.3.2 아날로그/디지털 변환기
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