IT 지식/CS 기초

디지털 회로와 컴퓨터의 덧셈

Security Engineer 2024. 7. 30. 00:15

디지털 회로

그림1 - 논리 게이트(AND, OR, XOR, NOT)
  • A,B → 입력(Input)
  • S → 출력(Output)
  • AND 조건  A와 B 둘다 1일 때 출력 1이 발생됨.
  • OR 조건  A와 B 둘 중 하나가 1이면 출력 1이 발생됨.
  • XOR 조건  A와 B 둘다 다를 때에만 출력 1이 발생됨, A와 B 둘다 같으면 0 발생.
  • NOT 조건  1이 입력되면 0 출력, 0이 입력되면 1 출력.

 

CPU란?

그림2 - AND 게이트
  • 전자식 계산기
  • 반도체 → 조건에 따라 전기가 흐른다. (AND 조건으로, 입력이 둘 중 하나라도 0이면 출력이 발생하지 않음)
  • 입력 1개 = 스위치 1개 = 1bit

 

 

컴퓨터가 덧셈 하는 방법(1)

그림3 - 반가산기(Half Adder)
  • 2진수 1 + 1은 2진수 10 이다.
  • A = 1, B = 1, S = 0 ( XOR 연산결과 )
  • A = 1, B = 1, C = 1 ( AND 연산결과 ), 1은 자리 올림(Carry)이다.
  • 반가산기로 2개의 1bit 덧셈이 가능하다.

 

 

 

컴퓨터가 덧셈 하는 방법(2)

그림4 - 전가산기(Full Adder)
  • 반가산기 + 반가산기 + OR 게이트 = 전가산기 = CPU
  • A, B = 입력
  • Cin = 자리올림
  • Cout = 자리올림의 결과
  • S = 합계
  • 3개(A, B, Cin)의 bit를 합산할 수 있다. → A + B + Cin = Cout + S 
  • A, B, Cin 에서 1의 개수가 1개면 S만 1이다. → 2진수 01
  • A, B, Cin 에서 1의 개수가 2개면 Cout만 1이다. → 2진수 10
  • A, B, Cin 에서 1의 개수가 3개면 S와 Cout 모두 1이다. → 2진수 11

 

 

 

 

 

 

 

 

참고

https://www.inflearn.com/course/%EB%84%93%EA%B3%A0%EC%96%95%EA%B2%8C-%EC%BB%B4%EA%B3%B5-%EC%A0%84%EA%B3%B5%EC%9E%90