EP.2-1 변수와 사칙연산
Phase 2: Operations & Control Logic
EP.2-1 변수와 사칙연산 — 데이터의 흐름 만들기
메모리 예약부터 ALU의 물리적 연산까지
변수 선언: 메모리에 이름표 붙이기
PLC에서 D100이라는 주소를 직접 지정하듯, C언어에서는 int a;처럼 이름을 붙입니다. 이것은 메모리라는 거대한 창고에 '내 구역'을 확보하고 그릇의 크기를 정하는 행위입니다.
사칙연산: ALU(산술논리장치) 가동하기
CPU 내부의 ALU는 우리가 입력한 연산자(+, -, *, /)를 보고 전기 신호를 처리합니다. PLC의 ADD, SUB 명령어가 C언어에서는 간결한 기호로 대체됩니다.
- + (더하기), - (빼기): ALU 내부의 가산기 회로를 통과합니다.
- * (곱하기), / (나누기): 복잡한 논리 회로를 반복 통과하며 CPU 부하가 상대적으로 큽니다.
- % (나머지): 나눗셈 후 남은 레지스터 값을 낚아챕니다. 순환 제어에 필수적입니다.
int main() {
int input = 7;
int divider = 3;
printf("--- 산술 연산 결과 보고서 --- \n");
printf("더하기: %d \n", input + divider);
printf("나눗셈의 몫(/): %d \n", input / divider);
printf("나눗셈의 나머지(%%): %d \n", input % divider);
printf("--------------------------- \n");
return 0;
}
▲ 7을 3으로 나눴을 때 몫(2)과 나머지(1)가 각각 출력되는 화면
코드를 실행하면 7 / 3은 2를, 7 % 3은 1을 출력합니다. CPU는 단 한 번의 나눗셈으로 두 결과를 모두 계산해 놓았고, 우리는 연산자를 통해 필요한 레지스터 값을 선택해서 가져온 것입니다.
키보드를 입력하는 행위는 설계입니다. 이 설계도면(기계어)은 메모리에 저장되며, 어떤 ALU 연산자를 사용할지 경로를 미리 정해놓습니다.
- 설계 단계: 컴파일된 이진수들이 트랜지스터의 Base 단자에 각각 자리하게 됩니다.
- 연산 단계: 실행 시 이진수 신호들이 논리 게이트 미로를 전광석화처럼 통과하여 출력값을 뱉어냅니다.
- 출력 단계: CPU의 출력값에 맞춰 GPU가 픽셀 좌표를 빠르게 연산하고, 모니터의 3색(RGB) LED를 깨웁니다.
오버플로우와 2의 보수 검증
8비트 그릇(char)에 담긴 127에 1을 더하면 어떤 일이 벌어질까요? 물리적 한계를 시험해 봅니다.
int main() {
signed char cup = 127; // 0111 1111
printf("현재 값: %d \n", cup); // ; 종결 필수!
cup = cup + 1; // 1000 0000 (오버플로우 발생)
printf("1을 더한 후 결과: %d \n", cup);
return 0;
}
결과는 128이 아닌 -128입니다. 최상위 비트가 뒤집히며 부호가 변하는 하드웨어적 특성을 직접 확인한 순간입니다.
🚨 트러블슈팅: 한글 깨짐(외계어) 해결책
▲ 한글 깨짐(외계어) 출력되는 화면
출력 결과가 외계어로 나온다면 소스 파일과 콘솔의 인코딩 규격이 맞지 않는 것입니다. 다음 4단계를 통해 '코드 페이지 949'로 물리적 변환을 수행하십시오.
▲ 상단 메뉴 [파일(F)] → [다른 이름으로 저장(A)...] 클릭
▲ [저장] 버튼 옆의 작은 화살표(▼) 클릭 → [인코딩하여 저장(V)...] 선택→기존 파일 덮어쓰기 [예] 클릭
▲ 목록에서 [한국어 - 코드 페이지 949] 선택 후 [확인]
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