[CS] 논리 게이트(Logical Gates)란?

여러분이 지금 사용하고 계신 스마트폰, 컴퓨터, 심지어 전자레인지까지도
0과 1이라는 단순한 두 숫자만으로 작동하고 있다는 사실, 알고 계셨나요?

이처럼 디지털 기기들은 전기 신호가 흐른다(1) 또는 흐르지 않는다(0)의 두 가지 상태로 정보를 처리합니다.
그리고 그 과정을 가능하게 해주는 핵심 부품이 바로 논리 게이트(Logical Gates)입니다.

이번 글에서는 컴퓨터의 가장 기본적인 단위라고 할 수 있는 논리 게이트가 무엇인지,
그리고 대표적인 7가지 논리 게이트의 동작 원리와 쓰임새에 대해 쉽게 알아보겠습니다.

 

1. 논리 게이트란?

논리 게이트는 두 개 이상의 입력 값을 받아 조건에 따라 출력을 만들어내는 전자 회로입니다.
모든 컴퓨터 연산, 판단, 기억 등은 이 논리 게이트를 수천만 개 조합하여 구성됩니다.

 

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2. 주요 논리 게이트 정리

🔹 AND 게이트

• 두 입력이 모두 1일 때만 출력이 1이 됩니다.

입력 A	입력 B	출력
0	0	0
0	1	0
1	0	0
1	1	1

• 실생활 비유: 두 명이 동시에 버튼을 눌러야 문이 열리는 시스템

 

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🔹 OR 게이트

• 입력 중 하나라도 1이면 출력이 1이 됩니다.

입력 A	입력 B	출력
0	0	0
0	1	1
1	0	1
1	1	1

• 실생활 비유: 두 사람 중 누구든 문 열기 버튼을 누르면 문이 열리는 구조

 

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🔹 NOT 게이트

• 입력 값을 반대로 뒤집습니다.
  입력이 0이면 출력은 1, 입력이 1이면 출력은 0입니다.

입력	출력
0	1
1	0

• 비유: 전등 스위치의 반전 기능

 

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🔹 NAND 게이트

• AND 게이트의 출력을 반전시킨 게이트입니다.

입력 A	입력 B	출력
0	0	1
0	1	1
1	0	1
1	1	0

• 특징: 이 게이트 하나만으로도 모든 논리 연산을 구현할 수 있습니다.

 

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🔹 NOR 게이트

• OR 게이트의 출력을 반전시킨 게이트입니다.

입력 A	입력 B	출력
0	0	1
0	1	0
1	0	0
1	1	0

 

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🔹 XOR 게이트 (배타적 OR)

• 두 입력이 서로 다를 때만 출력이 1이 됩니다.

입력 A	입력 B	출력
0	0	0
0	1	1
1	0	1
1	1	0

• 실생활 비유: 전구가 두 개의 스위치로 연결되어 있을 때, 하나만 눌러야 켜지는 구조

 

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🔹 XNOR 게이트

• 입력이 같을 때만 출력이 1이 됩니다.

입력 A	입력 B	출력
0	0	1
0	1	0
1	0	0
1	1	1

 

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💡 요약

게이트	동작원리	출력조건
AND	모두 참이어야 참	A = 1, B = 1 → 1
OR	하나라도 참이면 참	A = 1 or B = 1 → 1
NOT	반전	A = 0 → 1, A = 1 → 0
XOR	다를 때 참	A ≠ B → 1
NAND	AND의 반대	A = 1, B = 1 → 0
NOR	OR의 반대	A = 0, B = 0 → 1
XNOR	같을 때 참	A = B → 1

 

논리 게이트는 컴퓨터의 머리와도 같은 존재입니다.
복잡한 연산도 사실은 이 단순한 게이트들의 조합으로 이루어져 있습니다.

전자공학이나 컴퓨터 구조를 처음 접하시는 분들께는 어렵게 느껴질 수도 있지만,
이처럼 논리 게이트의 개념부터 차근차근 이해해 나간다면
CPU, 메모리, 연산기 등 컴퓨터 시스템 전체가 어떻게 작동하는지도 분명 눈에 보이게 될 것입니다.

 

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