조지 부울의 등장 / 비트 / 전압

모든 논리는 0과 1의 두 값으로 환원할 수 있다. 이것을 부울 대수라고 한다. 조지 부울이 발견했기 때문에 부울 대수라고 부른다. George Boole이고 Bool, Boolean도 이름의 철자가 아니다.

 

조지 부울이 밝힌 논리의 세계를 실제의 전기 회로로 실현한 것을 논리 회로라고 부릅니다. 대부분의 디지털 회로가 바로 논리 회로입니다.

논리 회로로 가능하게 된 것

• 계산
• 기억
• 사례 구분
• 카운터
• 선택

비트

데이터는 2차 논리형으로 취급됩니다. 다수의 정보가 들어 있지만, 그 정보를 더 이상 나눌 수 없는 최소의 상태까지 나누면 False나 True를 나타내는 값으로 환원됩니다. 더 이상은 나눌 수 없습니다. 이 최소 단위를 비트(bit)라고 부릅니다. 

 

전압

L(H)와 H(L)이라는 표현은 False가 L 또는 H, True가 H 또는 L로 표현되는 것을 의미합니다. 

여기에서 말하는 H와 L은 실제의 전자 회로의 전압이 높고(H), 낮음(L)에 대응 합니다. 

 

실제로 전선을 접속하여 비트를 보내려면 당연히 '전선 사용법'을 알고 있어야 합니다.

방법에는

• 전류가 흐름 / 흐르지 않음
• 전압이 높음 / 낮음
• 주파수가 높음 / 낮음

여기에서 H와 L은 전압이 높음/낮음으로 비트를 식별하는 경우에 해당합니다.

그렇다면 전압이 높은쪽이 True일까요 낮은쪽이 True일까란 문제가 발생합니다.

 

낮은 전압이 0볼트, 높은 전압이 5볼트라고 가정해봅시다. 그러나 사실은 양쪽 모두 True입니다. 양쪽 모두 True라는 것은 전원이 높은 쪽이 True라고 간주하는 회로 설계도, 낮은 쪽이 True라고 간주하는 회로 설계도 모두 있다는 것입니다. 

 

• 높은 값을 1, 낮은 값을 0으로 가지면 양의 논리
• 높은 값을 0, 낮은 값을 1로 가지면 음의 논리

하나의 회로 안에 양의 논리와 음으 논리가 혼재되어 있는 경우도 있습니다. 그런데 이렇게 하면 오동작하지 않을까요?  대비책을 세우지 않으면 반드시 오동작할 것입니다. 문을 여는 버튼을 누르면 문이 닫히는 승강기와 같은 시스템이 존재합니다. 그럼에도 혼재를 허용하는 이유는 뭘까요?

 

이것은 등가 회로라는 개념을 이해하면 됩니다. 

• 전압이 높음 → 양의 논리 해석 → True → 양의 논리 True가 입력되면 문이 열림
• 전압이 높음 → 음의 논리 해석 → False → 음의 논리 False가 입력되면 문이 열림

전선에 같은 전압을 흘리는 것으로 문이 열림이라는 입력과 결과는 동일하다는 것을 알 수 있습니다. 

 

양의 논리 True가 입력되면 문이 열림과 음의 논리 False가 입력되면 문이 열림은 같은 값(등가)인 것입니다. 혹시 전자의 장치가 품절되어 구할 수없을 때에는 후자의 장치를 사용해도 (다른 조건이 모두 동일하다면) 전혀 문제가 되지 않는다는 의미입니다. 

 

실제로는 결과가 동일한 값을 가지는 한, 회로를 양의 논리로 해석하든 음의 논리로 해석하든 상관없습니다.  등가 회로를 구성할 수 없는 경우 NOT 연산을 행하는 장치를 하나 사이에 두어도 괜찮습니다. 

 

NOT 연산은 True이면서 False False이면서 True로 변환하는 기능을 가졌고, 이는 양의 논리와 음의 논리를 교체하는 기능과 결과적으로 등가입니다. True와 Flase의 교체, 양의 논리와 음의 논리의 교체는 둘 다 높은 전압과 낮은 전압의 교체이고, 회로의 동작으로서는 동일해집니다. 

 

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http://scienceorc.net/science/senghwal/049.html

비트(bit)와 바이트(byte)

https://jerryjerryjerry.tistory.com/167

컴퓨터 과학에서 비트(bit)란?

https://kaminion.tistory.com/5

https://www.youtube.com/watch?v=FsGB0FhiqrQ

1-2장. 집적회로와 특성 그리고 양논리와 음논리