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전체 목차/4장/4.324 / 40

4.3 · 회로와 CPU

CPU는 음수를 어떻게 표현할까?

0과 1뿐인 공간에서 -3을 어떻게 저장할까요?

현대 CPU는 보통 2의 보수를 사용해 같은 덧셈 회로로 양수와 음수를 처리합니다.

먼저 생활 비유

자동차 주행 거리계가 한 바퀴 도는 것

0000에서 한 칸 뒤로 가면 1111이 되는 순환을 이용하면 1111을 -1로 해석할 수 있습니다.

컴퓨터 예제로 바꾸기

4비트에서 -3

+3 = 0011
반전 1100 + 1 = 1101

1101과 0011을 더하면 넘치는 다섯 번째 비트를 버리고 0000이 됩니다.

직접 움직여 보기1 / 5

지금 일어나는 변화

+3: 0011

양수는 일반 이진수로 표현합니다.

신호와 실행 장치+3: 0011단계 1비트 반전단계 2+1단계 3같은 덧셈기단계 4해석단계 5비트 1101현재: +3: 0011

이 그림에서 기억할 한 문장

CPU가 비트 자체에서 음수를 보는 것이 아니라, 명령과 자료형이 같은 비트 패턴의 해석을 정합니다.

현재 상태

이동하는 것
비트 1101
현재 위치
+3: 0011
다음 위치
비트 반전

30초 확인 문제

CPU가 11111111을 -1로 볼지 255로 볼지 결정하는 것은?

처음 보는 용어 두 개

2의 보수
비트를 반전하고 1을 더해 음수를 표현하는 방식
오버플로
정해진 비트 범위를 넘어 결과가 잘리는 현상

이 절을 다 읽었다면

CPU가 비트 자체에서 음수를 보는 것이 아니라, 명령과 자료형이 같은 비트 패턴의 해석을 정합니다.

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4.2 CPU는 할 일이 없을 때 무엇을 할까?

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4.4 if 문은 CPU 파이프라인을 왜 흔들까?