정보처리 기능사 (반가산기)

**반가산기(Half Adder)**는 컴퓨터 과학이나 디지털 회로 설계에서 중요한 기본 요소 중 하나입니다. 반가산기의 역할은 두 개의 이진수를 더할 때 **합(S)**과 **캐리(C)**를 계산하는 것입니다. 컴퓨터 시험에서 반가산기에 대한 문제는 보통 그 동작 원리, 회로 구성, 진리표 등을 묻습니다. 아래는 반가산기에 대한 예제를 포함한 상세 설명입니다.

1. 반가산기 개념

반가산기는 두 개의 1비트 입력을 더하여 **합(S)**과 **캐리(C)**를 출력하는 디지털 회로입니다. **캐리(C)**는 자리 올림을 나타내며, **합(S)**는 덧셈의 결과입니다. 반가산기는 자리 올림을 처리할 수 없고, 단지 두 비트의 합만 계산합니다.

• 입력: 두 개의 1비트 이진수 A와 B
• 출력:
  • 합(S): A와 B를 더한 결과의 낮은 비트 (0 또는 1)
  • 캐리(C): A와 B를 더한 결과에서 자리 올림이 발생할 경우 1, 아니면 0

2. 반가산기의 회로 구성

반가산기의 기본 회로는 XOR 게이트와 AND 게이트 두 가지로 구성됩니다.

1. **합(S)**는 XOR 연산을 통해 계산합니다.
   • S = A ⊕ B
     XOR 연산은 두 입력이 서로 다를 때만 1을 출력합니다.
2. **캐리(C)**는 AND 연산을 통해 계산합니다.
   • C = A ∧ B
     AND 연산은 두 입력이 모두 1일 때만 1을 출력합니다.

이렇게 XOR와 AND 게이트를 사용하여 두 개의 비트 덧셈을 처리하는 반가산기 회로를 만들 수 있습니다.

3. 반가산기 진리표

반가산기의 동작을 이해하기 위해 진리표를 살펴봅시다:

A	B	합(S)	캐리(C)
0	0	0	0
0	1	1	0
1	0	1	0
1	1	0	1

4. 예제: 반가산기 동작

이제 반가산기의 동작을 예를 들어 설명해보겠습니다.

예제 1: A = 0, B = 0일 때

• 합(S) = 0 ⊕ 0 = 0
• 캐리(C) = 0 ∧ 0 = 0

결과:

• 합(S) = 0
• 캐리(C) = 0

예제 2: A = 0, B = 1일 때

• 합(S) = 0 ⊕ 1 = 1
• 캐리(C) = 0 ∧ 1 = 0

결과:

• 합(S) = 1
• 캐리(C) = 0

예제 3: A = 1, B = 0일 때

• 합(S) = 1 ⊕ 0 = 1
• 캐리(C) = 1 ∧ 0 = 0

결과:

• 합(S) = 1
• 캐리(C) = 0

예제 4: A = 1, B = 1일 때

• 합(S) = 1 ⊕ 1 = 0
• 캐리(C) = 1 ∧ 1 = 1

결과:

• 합(S) = 0
• 캐리(C) = 1

5. 반가산기 예제 문제

문제 1: 반가산기 진리표를 작성하시오.

위의 설명에서 제공된 진리표를 작성하는 문제는 매우 흔하게 출제됩니다. 간단히 반가산기의 두 입력 A와 B에 대한 **합(S)**과 **캐리(C)**를 계산하여 진리표를 작성할 수 있습니다.

문제 2: 반가산기를 사용하여 두 이진수를 더할 때의 결과를 구하시오.

예를 들어, A = 1, B = 1일 때, 반가산기의 결과는 합(S) = 0, 캐리(C) = 1입니다. 이 경우, 캐리 값을 다음 자리로 넘기기 위해 **전가산기(Full Adder)**를 사용해야 할 수 있습니다.

문제 3: 반가산기의 회로를 그리시오.

반가산기의 회로를 그리는 문제에서는 XOR 게이트와 AND 게이트를 사용하여 반가산기의 동작을 구현한 회로를 그려야 합니다.

6. 반가산기의 활용

반가산기는 **전가산기(Full Adder)**의 기본 단위로 사용됩니다. 전가산기는 반가산기를 두 개 연결하여, 캐리 입력과 캐리 출력을 처리할 수 있습니다. 이처럼 반가산기는 다수 비트 덧셈기에서 중요한 역할을 하며, 디지털 계산기나 산술 논리 장치(ALU) 등에서 핵심적인 역할을 합니다.

7. 요약

• 반가산기는 두 개의 1비트 입력을 더하여 **합(S)**과 **캐리(C)**를 계산하는 회로입니다.
• **합(S)**는 XOR 연산을 사용하여 계산하고, **캐리(C)**는 AND 연산을 사용하여 계산합니다.
• 반가산기의 진리표는 두 입력의 조합에 따라 합과 캐리를 출력합니다.
• 반가산기는 주로 전가산기와 같은 더 복잡한 회로를 구성하는 데 사용됩니다.

컴퓨터 시험에서 반가산기와 관련된 문제는 보통 기본적인 회로 구성이나 진리표 작성, 동작 원리 이해 등을 묻는 경우가 많습니다.