1ケタの２進数足し算：半加算器の論理回路構成

プログラムの基礎は電子回路(ON/OFFの組み合わせ)
論理回路
半加算器で1+1=10(２進数)に計算できる
半加算器のシミュレーション
1. JavaScript言語
2. C言語
(1ケタ+1ケタ)以上の足し算はどうすればよい→全加算器
4bit加算器
1. 関連

プログラムの基礎は電子回路(ON/OFFの組み合わせ)

ご存じの通りに、プログラムはソフトウェアです。ソフトウェアはハードウェアをコントロールしていることです。それではプログラムの1+1＝２はどうやって計算しているのでしょうか。

論理回路

1+1＝2は人間の計算結果です。コンピュータは1+1＝10(2進数)です。
1+1＝10(2進数) はどうやって計算できたのでしょうか。
まずいくつの論理回路をみていきましょう。
論理回路の基礎は高電圧、低電圧、ダイオード、トランジスタ、PNP型、NPN型、N型、P型、Si元素の特徴です。

AND回路

A	B	A and B
0	0	0
0	1	0
1	0	0
1	1	1

OR回路

A	B	A or B
0	0	0
0	1	1
1	0	1
1	1	1

NOT回路

A	not A
0	1
1	0

XOR

A	B	A xor B
0	0	0
0	1	1
1	0	1
1	1	0

NAND

A	B	A nand B
0	0	1
0	1	1
1	0	1
1	1	0

NOR回路

A	B	A nor B
0	0	1
0	1	0
1	0	0
1	1	0

半加算器で1+1=10(２進数)に計算できる

A	B	C \| S
0	0	0 \| 0
0	1	0 \| 1
1	0	0 \| 1
1	1	1 \| 0

C = 0001
S = 0110
C = A’B+AB’=A XOR B, S = A & B

AND回路、OR回路、NOT回路をどのように組み合わせれば、１ケタの２進数の足し算を行う論理回路を作れるでしょうか。

A	B	(A and B)=C
0	0	0
0	1	0
1	0	0
1	1	1

A	B	(A OR B)=S’?
0	0	0
0	1	1
1	0	1
1	1	1

NOT C	S’	(NOT C AND S’)=S
1	0	0
1	1	1
1	1	1
0	1	0

C = 0001、S = 0110 はできたのでしょうか。
論理回路の組み合わせに変換すると、下記となります。

半加算器のシミュレーション

JavaScript言語

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
	<meta charset="UTF-8">
	<title>JavaScript Function</title>
	<script>
	function halfAdder(A, B) 
	{
		var temp=[2];
		var C = A & B;//AND回路
		var d = A | B;//OR回路
		var e = ~C;//NOT回路
		var S = d & e;//AND回路
		
		temp[0]=C;temp[1]=S;
		return temp;
	}
	</script>
</head>
<body>
	<h1>1+1=2(10)のJavaScriptシミュレーション</h1>
	<script>
		var A = 0;var B = 0;
		document.write("A=",A,",","B=",B,",","C=",halfAdder(A,B)[0],",","S=",halfAdder(A,B)[1]);
		document.write("<br>\n" );

		var A = 0;var B = 1;
		document.write("A=",A,",","B=",B,",","C=",halfAdder(A,B)[0],",","S=",halfAdder(A,B)[1]);
		document.write("<br>\n" );
		
		var A = 1;var B = 0;
		document.write("A=",A,",","B=",B,",","C=",halfAdder(A,B)[0],",","S=",halfAdder(A,B)[1]);
		document.write("<br>\n" );
		
		var A = 1;var B = 1;
		document.write("A=",A,",","B=",B,",","C=",halfAdder(A,B)[0],",","S=",halfAdder(A,B)[1]);
	</script>
</body>
</html>

C言語

#include<stdio.h>
int* halfAdder(int A, int B);

int main(void)
{
	int* temp; int A, B;
	printf("1+1=2(10)のJavaScriptシミュレーション\n");
	
	A = 0; B = 0;
	temp = halfAdder(A, B);
	printf("A=%d, B=%d, C=%d, S=%d\n", A,B,temp[0],temp[1]);

	A = 0; B = 1;
	temp = halfAdder(A, B);
	printf("A=%d, B=%d, C=%d, S=%d\n", A, B, temp[0], temp[1]);

	A = 1; B = 0;
	temp = halfAdder(A, B);
	printf("A=%d, B=%d, C=%d, S=%d\n", A, B, temp[0], temp[1]);

	A = 1; B = 1;
	temp = halfAdder(A, B);
	printf("A=%d, B=%d, C=%d, S=%d\n", A, B, temp[0], temp[1]);

	return 0;
}

int* halfAdder(int A, int B)
{
	int temp[2];
	int C = A & B;//AND回路
	int d = A | B;//OR回路
	int e = ~C;//NOT回路
	int S = d & e;//AND回路

	temp[0] = C; temp[1] = S;
	return temp;
}