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전기전자 · 디지털과 제어

이진 가산기와 자리올림

이진 덧셈은 현재 자리의 합 비트와 다음 자리로 넘기는 자리올림을 함께 계산합니다. 논리 게이트의 조합으로 구현할 수 있습니다.

관련 실험: 이진 가산기 →
이진 가산기
이진 가산기 실험 장면 →

개념과 작동 원리

반가산기는 입력 두 비트를 더하고 전가산기는 이전 자리의 자리올림까지 세 입력을 더합니다. 각 자리의 결과를 연결하면 여러 비트를 계산합니다.

합은 홀수 개의 1에 반응하는 XOR로, 자리올림은 입력 중 둘 이상이 1인 조건으로 표현할 수 있습니다. 세 입력이 모두 1이면 합 1과 자리올림 1입니다.

관계식과 성립 조건

S=A⊕B⊕Cin이고 Cout=AB+Cin(A⊕B)입니다. 마지막 자리올림까지 포함한 수를 읽어야 전체 합 A+B+Cin과 일치합니다.

고정 비트 수에서 마지막 자리올림을 버리면 수가 순환합니다. 부호 없는 자리올림과 부호 있는 수의 오버플로 판정은 같은 개념이 아닙니다.

가상 실험에서 읽을 변화

합 비트와 마지막 자리올림을 합하면 A+B+Cin이 돼요.

전파 지연과 전압의 중간 상태는 생략해요. 입력은 0..15 정수예요. 실제 전원·콘센트·고전압으로 따라 하지 말고 화면에서 실험해요.

핵심 관계와 기호

S = A⊕B⊕Cin · Cout = AB + Cin(A⊕B)

공식에 쓰인 기호와 단위
기호뜻단위
S현재 자리의 합 비트0 또는 1
Cin, Cout들어오는·나가는 자리올림0 또는 1

예시로 확인하기

A=15·B=15·Cin=1일 때 마지막 자리올림과 합 비트는?

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자주 헷갈리는 점

  • 가산기의 마지막 출력 비트만 보고 자리올림을 무시하면 실제 합을 놓칠 수 있습니다.

이 개념을 실험으로 확인하기

참고 자료

OpenStax · University Physics Volume 2 (영어)