반가산기와 전가산기 그리고 Oscillator

반가산기 (Half Adder).

반가산기는 두 개의 입력 비트(A와 B)를 받아서 합(Sum)과 자리올림(Carry)을 계산하는 논리 회로입니다. 
반가산기는 가장 기본적인 형태의 덧셈을 수행하는 논리 회로로서, 단일 비트의 덧셈을 처리합니다. 
2입력 2출력 구조, 두 입력값을 더하여 자리 올림 수(carry)와 덧셈 결과(sum)를 출력
반가산기는 입력 비트 간의 합과 자리올림 비트를 계산하기 때문에, 2개의 비트를 더할 때에는 반가산기만으로는 부족합니다.
반가산기는 반쪽짜리 가산기입니다.

반가산기의 논리식은 다음과 같습니다.

Sum = A XOR B
Carry = A AND B

Sum: 입력 비트 A와 B를 XOR 연산한 결과를 출력합니다. XOR 연산은 입력 비트 중 하나만 1인 경우에 1을 출력하므로, Sum은 A와 B 중 한 비트만 1인 경우에 1이 됩니다.

Carry: 입력 비트 A와 B를 AND 연산한 결과를 출력합니다. AND 연산은 입력 비트가 모두 1인 경우에만 1을 출력하므로, Carry는 A와 B가 모두 1인 경우에만 1이 됩니다.

반가산기는 단순히 두 비트의 합과 자리올림을 계산하는 데 사용되며, 
자리올림 입력을 고려하지 않습니다. 따라서 반가산기는 자리올림이 발생하지 않는 단순한 논리 회로입니다.

 

전가산기 (Full Adder).

전가산기는 세 개의 입력 비트(A, B, Carry-in)를 받아서 합(Sum)과 자리올림(Carry)을 계산하는 논리 회로입니다. 
전가산기는 반가산기와 달리 자리올림 입력(Carry-in) 비트를 추가로 처리할 수 있도록 설계되어 있습니다. 
이로써, 전가산기는 2개의 비트를 더하는 데에 사용할 수 있습니다.

전가산기의 논리식은 다음과 같습니다:
Sum = (A XOR B) XOR Ci
Carry-out = (A AND B) OR (Ci AND (A XOR B))

Sum: 입력 비트 A와 B를 XOR 연산한 결과와 Ci를 XOR 연산한 결과를 다시 XOR 연산하여 구합니다. 
이는 입력 비트 A, B 및 Ci 중에서 짝수 개의 1 비트가 있는 경우 1을 출력하게 됩니다.

Carry-out: 입력 비트 A와 B를 AND 연산한 결과와 Ci와 (A XOR B)를 AND 연산한 결과를 OR 연산하여 구합니다. 이는 입력 비트 A, B, 및 Ci 중에서 2개 이상의 1 비트가 있는 경우 자리올림이 발생하므로 1을 출력하게 됩니다.
이러한 논리식을 사용하여 전가산기는 입력 비트 A, B, 및 Ci를 받아서 Sum과 Carry-out을 계산하게 됩니다.
이를 통해 다수의 비트를 더할 수 있고, 자리올림이 발생하는 경우를 처리할 수 있습니다.

 

16비트 가산기 (16-bit Adder).

16비트 가산기는 두 개의 16비트 입력(A와 B)을 받아서 덧셈을 수행하는 논리 회로입니다. 가산기는 입력 비트들의 합과 자리올림을 계산하여 출력합니다. 16비트 가산기는 여러 개의 반가산기와 전가산기로 구성되어 있습니다.
16비트 가산기는 입력 비트들을 한 비트씩 처리하면서 자리올림을 전파합니다. 각 비트의 덧셈 결과는 반가산기와 전가산기의 조합을 통해 얻어지며, 자리올림은 이전 비트의 덧셈 결과에 영향을 줍니다. 마지막 비트까지 전파된 자리올림은 Carry-out으로 출력됩니다.

 

오실레이터 (Oscillator).

오실레이터는 일정한 주기로 반복되는 신호를 생성하는 회로입니다. 
주기적인 변화를 가지는 신호를 클럭 신호(Clock Signal)라고 부르며, 컴퓨터 시스템에서 중요한 역할을 합니다. 
클럭 신호는 컴퓨터의 다양한 구성 요소들이 동기화되고 동작하는 데에 사용됩니다. 
오실레이터는 주로 RC 회로, 크리스탈 발진기 등의 회로를 사용하여 구현되며, 클럭 주파수와 안정성이 중요한 요소입니다. 
클럭 신호는 컴퓨터 시스템에서 연산의 타이밍, 데이터의 전송, 동기화 등을 관리하기 위해 필수적으로 사용됩니다.

 

반가산기와 전가산기는 컴퓨터에서 덧셈 연산을 수행하는 데에 사용되며, 오실레이터는 클럭 신호를 생성하여 컴퓨터 시스템의 동작과 동기화를 조절하는 데에 사용됩니다. 이들은 컴퓨터의 중요한 구성 요소로서 기본적인 연산과 시스템의 동작을 가능하게 합니다.