15년 2회차

저주파 증폭기에 음되먹임(음의 피드백)을 적용하면 폐루프 이득은 개루프 이득을 피드백 인수로 나눈 값이 되어 감소하므로 1번은 틀렸다. 음되먹임의 핵심 효과는 대역폭을 확대하는 것인데, 이는 피드백이 증폭기의 주파수 응답을 평탄하게 만들어 저주파와 고주파 양쪽의 차단 주파수를 개선시키기 때문이다. 따라서 주파수 통과대역이 넓어지며(3번), 2번은 틀렸다. 또한 음되먹임은 비선형 왜곡을 감소시키므로 4번도 틀렸다.

이 회로는 다이오드 클램퍼(clamper) 회로로, 입력 교류 신호에 커패시터와 다이오드를 이용해 직류 레벨을 이동시키는 동작을 한다. 회로에서 다이오드 극성상 출력 파형의 최저점이 0V에 고정되어 전체 파형이 양(+)의 방향으로 밀려 올라간 형태가 된다.

다이오드의 방향에 따라 입력 파형의 (+) 또는 (-) 피크가 기준선(0V)에 고정되며, 파형의 모양(사인파 형태)은 그대로 유지된 채 위 또는 아래로 레벨만 이동한 형태가 출력된다.

'주위 온도의 영향에 매우 민감하다'는 거짓이다. 수정 진동자는 오히려 온도 변화에 대한 주파수 변화율(온도계수)이 매우 작아, 주위 온도의 영향에 매우 둔감하고 우수한 온도 안정성을 보이는 것이 수정 발진의 주요 장점이다.

• Q가 높아 주파수 안정도가 높다는 설명은, 수정 진동자의 높은 Q값이 주파수 안정도를 크게 향상시키므로 참이다.
• 기계적·물리적으로 강하다는 설명은, 수정이 기계적·물리적으로 매우 견고한 재료이므로 참이다.
• 유도성 주파수 범위가 매우 좁다는 설명은, 높은 Q값으로 인해 발진 조건을 만족하는 유도성 주파수 범위가 극도로 좁아지므로 참이다.

충격 계수(duty factor)는 펄스폭과 주기의 비로 정의된다. 주어진 조건에서 주기 T는 주파수의 역수이므로 T = 1/f = 1/(1×10³) = 1×10⁻³[s] = 1000[μs]이다. 따라서 충격 계수 = 펄스폭/주기 = 10[μs]/1000[μs] = 0.01이다.

안정계수는 '50', 즉 $S=50$이다.

그림에서 $R_b$ 저항은 베이스와 $V_{CC}$ 단자 사이에 있고, 이미터는 접지와 연결된다. 이 구조는 고정 바이어스 회로이다.

고정 바이어스의 안정계수 공식은 $S=1+\beta$ 식이다.
대입하면 $S=1+49=50$ 값이다.
조건의 $R_c=2\,\text{k}\Omega$ 값과 $V_{CC}=10\,\text{V}$ 값은 이 공식에 들어가지 않는다.

• '59'는 $\beta=58$ 조건의 값이다.
• '98'은 $\beta=97$ 조건의 값이다.
• '200'은 $\beta=199$ 조건의 값이다.

800[kW]는 이미 유효전력이므로 역률을 다시 곱하지 않는다. 유효 전력량은 $W = P \times t$로 구한다.
$W = 800 \times \frac{15}{60} = 800 \times 0.25 =$200[kWh]

정답은 '10%에서 90%', 즉 $10\%\sim90\%$이다.

상승시간(rise time)은 펄스가 최대 크기의 $10\%$ 지점에서 $90\%$ 지점까지 이르는 시간이다.

• '0%에서 10%'는 상승 시작부터 $10\%$까지의 초기 구간이다.
• '20%에서 150%'는 최대 크기 $100\%$를 넘는 $150\%$까지 포함한 구간이다.
• '90%에서 100%'는 $90\%$에서 최대 크기까지의 후반 구간이다.

피어스(Pierce) BC형 발진회로는 콜피츠 발진회로의 변형으로, 기본 구성과 동작 원리가 유사하다. 콜피츠 회로처럼 LC 탱크 회로 대신 수정 진동자(크리스탈)를 공진 소자로 사용하며, 커패시터 분압기를 통해 궤환 신호를 얻는 구조를 갖는다. 피어스 회로는 특히 수정 진동자의 높은 안정성과 Q값을 활용하도록 설계되었으며, 콜피츠의 기본 원리에 크리스털 공진기를 적용한 것으로 볼 수 있다.

정답은 '서미스터'이다.

서미스터는 온도에 따라 저항값이 변하는 소형 반도체 소자이며, 가격이 저렴하고 $120\ ^\circ\mathrm{C}$ 이하인 곳에서 쓰인다.

• '열전대'는 서로 다른 두 금속 접합부의 온도차에 따라 열기전력이 생기는 온도 센서이다.
• '포토다이오드'는 빛의 세기에 따라 전류가 변하는 광센서이다.
• '포토트랜지스터'는 빛을 베이스 입력으로 쓰는 트랜지스터형 광센서이다.

RC 직렬회로의 시정수는 분수 없이 곱으로 적힌 $\tau=RC$ 식이다.

시정수 $\tau$ 값은 저항 $R$ 값과 정전용량 $C$ 값의 곱이다. 단위도 $\Omega\cdot\text{F}=\text{s}$ 관계로 시간이다.

• $\tau=\dfrac{R}{C}$ 식은 저항값을 정전용량으로 나눈 형태이다.
• $\tau=\dfrac{C}{R}$ 식은 정전용량을 저항값으로 나눈 형태이다.
• $\tau=\dfrac{1}{RC}$ 식은 곱 $RC$의 역수이며, 단위가 초의 역수이다.

정답은 '1000 1000', 즉 $1000\,1000_{(2)}$이다.

비트별 AND 연산은 두 비트가 모두 $1$인 자리만 $1$이다. $1100\,1010\land1001\,1001=1000\,1000$이다.

• '1101 1011'은 두 수를 비트별 OR 연산했을 때의 값 $1100\,1010\lor1001\,1001=1101\,1011$이다.
• '1001 0100'은 $1100\,1010$을 왼쪽으로 한 자리 시프트했을 때의 값이다.
• '0110 0101'은 $1100\,1010$을 오른쪽으로 한 자리 시프트했을 때의 값이다.

스트로브 제어 방식은 스트로브 신호를 위한 별도의 제어 회선이 필요하므로, 별도의 회선이 불필요하다는 설명이 거짓이다. 스트로브 신호는 데이터 유효성을 알리는 펄스로, 이를 전달하려면 독립된 제어선이 반드시 있어야 한다.

• 핸드세이킹 방식은 송수신 양쪽이 상호 확인 신호를 주고받으며 동작한다(참).
• 비동기 직렬전송은 클록 없이 스타트·스톱 비트로 동기화되어 저속 장치(RS-232 등)에 많이 쓰인다(참).
• 큐 방식은 중간 완충 메모리를 두어 속도 차이가 큰 비동기 장치에 적합하다(참).

2진수를 그레이 코드로 변환하는 방법은 최상위 비트는 그대로 두고, 이후 각 비트는 원래 2진수의 해당 비트와 그 왼쪽 비트를 XOR 연산한다. (1011)₂를 변환하면: 첫 번째 비트 1은 그대로 1 → 두 번째 비트는 1⊕0=1 → 세 번째 비트는 0⊕1=1 → 네 번째 비트는 1⊕1=0 → 결과는 (1110)G이다.

정답은 '플로터(plotter)'이다.

입력장치에는 '스캐너(scanner)'·'라이트펜(light pen)'·'디지타이저(digitizer)'가 들어 있고, '플로터(plotter)'는 도면이나 그래프를 출력하는 출력장치이며 이 범주에 들지 않는다.

• '스캐너(scanner)'는 인쇄물이나 이미지를 읽어 들이는 입력장치이다.
• '라이트펜(light pen)'은 화면 위의 위치를 입력하는 펜 모양의 입력장치이다.
• '디지타이저(digitizer)'는 도면이나 좌표를 입력하는 입력장치이다.

송·수신 단말장치 사이에서 데이터를 전송할 때마다 통신경로를 설정하여 데이터를 교환하는 방식은 회선 교환방식이다. 회선 교환(Circuit Switching)은 통신을 시작하기 전에 송·수신 단말 사이에 전용 통신경로를 미리 설정한 후 데이터를 전송하고, 통신이 끝나면 그 경로를 해제하는 방식으로, 전화망에서 사용되는 대표적인 교환 기법이다.

• 패킷 교환방식은 데이터를 작은 단위로 나누어 독립적으로 전송한다.
• 메시지 교환방식은 메시지 전체를 저장했다가 전달한다.
• 포인트 투 포인트는 두 지점 간의 직접 연결을 의미한다.

따라서 이들은 문제의 조건과 맞지 않는다.

정답은 '부동 소수점 표시'이다.

부동 소수점 표시는 수를 가수부와 지수부로 나타내며, 소수점이 기준 위치에서 이동한 자리 수를 지수부에 담는 방식이다.

• '고정 소수점 표시'는 소수점 위치가 정해진 채 수를 나타내는 방식이다.
• '고정 워드 길이 표시'는 데이터를 나타내는 워드의 길이가 정해진 방식이다.
• '가변 워드 길이 표시'는 데이터를 나타내는 워드의 길이가 자료마다 달라지는 방식이다.

정답은 '00111110 00111101', 즉 $00111110\ 00111101$이다.

1의 보수는 모든 비트를 반전한 값이다. $11000001\ 11000010$의 모든 비트를 반전하면 $00111110\ 00111101$이다.

• '11000001 11000010'은 반전하기 전의 원래 비트스트림이다.
• '00111110 11000010'은 앞쪽 8비트만 반전하고 뒤쪽 8비트는 그대로 둔 값이다.
• '11000001 00111101'은 앞쪽 8비트는 그대로 두고 뒤쪽 8비트만 반전한 값이다.

정답은 '동작속도가 빠르다.'이다.

집적회로(IC)는 여러 소자를 하나의 칩에 모은 소자이며, 소자 사이 배선이 짧고 동작속도가 빠르다.

• '수명이 짧다.'는 옳지 않으며, 집적회로는 신뢰성이 높고 수명이 길다.
• '크기가 대형이다.'는 옳지 않으며, 집적회로는 소형·경량이다.
• '외부와의 연결이 복잡하다.'는 옳지 않으며, 집적회로는 소자 사이 배선이 칩 안에 있고 외부 연결이 간단하다.

정답은 'bit → byte → word → record → file'이다.

자료 구조의 단위는 bit, byte, word, record, file 순으로 커진다.

• 'byte → bit → word → file → record'는 bit보다 byte를 앞에 두고 record보다 file을 앞에 둔 나열이다.
• 'bit → word → byte → record → file'은 byte보다 word를 앞에 둔 나열이다.
• 'bit → byte → record → file → word'는 word를 record와 file보다 뒤에 둔 나열이다.

정답은 '2개'이다.

디멀티플렉서는 선택 신호 $n$개로 출력선 $2^n$개 가운데 하나를 정한다. $1\times4$ 디멀티플렉서는 출력선이 $4$개이고, $2^2=4$에서 선택 신호는 $2$개이다.

• '1개'는 출력선이 $2^1=2$개인 $1\times2$ 디멀티플렉서의 선택 신호 수이다.
• '4개'는 출력선이 $2^4=16$개인 $1\times16$ 디멀티플렉서의 선택 신호 수이다.
• '8개'는 출력선이 $2^8=256$개인 $1\times256$ 디멀티플렉서의 선택 신호 수이다.

정답은 '즉시번지지정방식'이다.

즉시번지지정방식은 오퍼랜드가 연산에 쓰는 데이터 값인 방식이다.

• '직접번지지정방식'은 오퍼랜드가 데이터가 저장된 주소를 나타내는 방식이다.
• '간접번지지정방식'은 오퍼랜드가 데이터의 주소가 저장된 곳의 주소를 나타내는 방식이다.
• '상대번지지정방식'은 프로그램 카운터 값에 오퍼랜드 값을 더한 값을 유효 주소로 삼는 방식이다.

정답은 '해밍코드'이다.

해밍코드는 여러 개의 패리티 비트로 오류 비트의 위치를 가리키는 코드이며, 1비트 오류의 검출과 교정을 함께 한다.

• '3초과 코드'는 BCD 코드 값에 3을 더한 자기 보수 코드이다.
• '그레이코드'는 인접한 두 값 사이에 한 비트만 바뀌는 코드이다.
• '시프트 카운터 코드'는 오류 검출과 교정을 함께 하는 코드의 명칭이 아니다.

정답은 '0번지에서 4095번지까지'이다.

주기억장치 $4\ \mathrm{Kbyte}=4\times1024=4096\ \mathrm{byte}$이고, 번지는 $0$번지부터 매기며 마지막 번지는 $4096-1=4095$이다.

• '1번지에서 4000번지까지'는 시작이 $1$번지이고 번지 수가 $4000$개인 범위이다.
• '0번지에서 3999번지까지'는 번지 수가 $4000$개인 범위이다.
• '1번지에서 4095번지까지'는 시작이 $1$번지이고 번지 수가 $4095$개인 범위이다.

메모리 맵 입출력(Memory-mapped I/O) 방식은 주기억장치의 주소 공간 일부를 입출력장치에 할당하여 사용하는 방식이다. 이 방식에서는 입출력장치의 번지와 주기억장치의 번지가 동일한 주소 체계를 공유하므로 번지 구별이 없으며, 그만큼 주기억장치 주소 영역을 입출력에 소모하게 되어 주기억장치 이용효율이 낮아진다는 단점이 있다.

정답은 'ASCII'이다.

ASCII는 7비트로 $2^7=128$가지 문자를 표현하는 미국 표준 코드이다.

• 'EBCDIC'은 IBM 계열 컴퓨터에서 사용되는 8비트 코드이다.
• 'UNICODE'는 전 세계 여러 언어의 문자를 16비트 이상으로 표현하는 코드이다.
• 'BCD'는 십진수 한 자리를 4비트로 표현하는 코드이다.

명령어 실행 사이클에서는 오퍼랜드 인출 → 연산 수행 → 결과 저장이 이루어진다. 명령어 해독은 명령어를 가져오는 인출(fetch) 사이클 단계에서 이루어지므로 실행 사이클에 들어가지 않는다.

BCD(Binary Coded Decimal) 코드는 10진수 각 자리수를 4비트 2진수로 표현한다. 주어진 코드 0010 0101 0011을 4비트씩 분리하면, 0010은 2, 0101은 5, 0011은 3이므로 10진수 253이다.

'인터럽트 발생 시 복귀할 주소는 PC에 저장한다'는 옳지 않다. 인터럽트 발생 시 현재 PC 값을 스택(Stack)에 저장하여 나중에 복귀 주소로 사용하는데, 복귀할 주소를 PC 자체에 저장하면 현재 실행 중인 다음 명령 주소를 잃게 되므로 불가능하다.

• Accumulator는 8비트 데이터 연산용 레지스터로 맞다.
• PC(Program Counter)는 메모리 주소를 지정해야 하므로 16비트로 설계되어 맞다.
• Instruction Register는 명령코드를 임시 저장하는 레지스터로 맞다.

정답은 '부호와 3의 보수'이다.

음의 정수를 표현하는 방법에는 '부호와 절대값'·'부호와 1의 보수'·'부호와 2의 보수'가 들어 있고, '부호와 3의 보수'는 이 방법에 들지 않는다.

• '부호와 절대값'은 최상위 비트를 부호로, 나머지 비트를 크기로 표현하는 방식이다.
• '부호와 1의 보수'는 각 비트를 반전한 값으로 음수를 표현하는 방식이다.
• '부호와 2의 보수'는 1의 보수에 1을 더한 값으로 음수를 표현하는 방식이다.

정답은 '고급언어'이다.

고급언어는 사람이 사용하는 자연어 문장에 가까운 구문으로 명령어를 표현하는 프로그래밍 언어이다.

• '저급언어'는 컴퓨터의 기계어에 가까운 형태로 명령어를 표현하는 언어이다.
• '어셈블리언어'는 연상 기호로 명령어를 표현하는 언어이다.
• '기계어'는 2진수로 명령어와 데이터를 표현하는 언어이다.

정답은 '원시 프로그램의 목적 프로그램 변환'이다.

원시 프로그램을 목적 프로그램으로 변환하는 것은 컴파일러 같은 언어 번역 프로그램의 기능이다. 운영체제의 역할에는 사용자와 시스템 간의 인터페이스, 데이터 공유와 주변장치 관리, 자원의 효율적 운영과 스케줄링이 들어 있고, 원시 프로그램의 목적 프로그램 변환은 여기에 들지 않는다.

• '사용자와 시스템간의 인터페이스 역할'은 운영체제의 역할로 드는 설명이다.
• '데이터 공유 및 주변장치 관리'는 운영체제의 역할로 드는 설명이다.
• '차원의 효율적 운영 및 자원 스케줄링'은 자원의 효율적 운영과 스케줄링을 가리키는 운영체제의 역할이다.

정답은 'Time Sharing System'이다.

Time Sharing System은 CPU 시간을 짧은 단위로 나눈 시간 할당량을 여러 사용자에게 차례로 배정하는 처리 방식이다.

• 'Distributed System'은 네트워크로 연결된 여러 컴퓨터가 작업을 분산 처리하는 방식이다.
• 'Batch Processing System'은 처리할 작업을 일정량 모은 뒤 한꺼번에 처리하는 방식이다.
• 'Real TIme System'은 데이터가 발생하는 즉시 처리 결과를 내는 방식이다.

정답은 '시스템 하드웨어의 설계 구조를 쉽게 파악할 수 있다.'이다.

순서도는 프로그램의 처리 순서와 흐름을 기호로 나타낸 그림이다. 순서도의 역할에는 프로그램 작성의 기초, 인수인계 문서, 정확성과 오류 판단이 들어 있고, 시스템 하드웨어의 설계 구조 파악은 여기에 들지 않는다.

• '프로그램 작성의 기초가 된다.'는 순서도의 역할로 드는 설명이다.
• '프로그램의 인수, 인계가 용이하다.'는 순서도의 역할로 드는 설명이다.
• '프로그램의 정확성 여부와 오류를 쉽게 판단할 수 있다.'는 순서도의 역할로 드는 설명이다.

정답은 '인간에게 친숙한 영문 단어로 표현된다.'이다.

기계어는 0과 1의 2진수 조합으로 명령과 데이터를 표현하는 언어이고, 영문 단어로 표현되는 언어가 아니다.

• '실행할 명령, 데이터, 기억장소의 주소 등을 포함한다.'는 기계어 명령이 담는 구성 요소이다.
• '각 컴퓨터마다 서로 다른 기계어를 가진다.'는 기종마다 명령 체계가 다른 기계어의 특성이다.
• '작성된 프로그램의 수정, 보수가 어렵다.'는 2진수로 이루어진 기계어 프로그램의 특성이다.

정답은 'puts()'이다.

puts()는 문자열을 출력하는 C 표준 라이브러리 함수이다. 출력한 문자열 뒤에는 개행 문자가 붙는다.

• 'putchar()'는 문자 한 개를 출력하는 함수이다.
• 'prints()'는 C 언어 문자열 출력 함수의 명칭이 아니다.
• 'printchar()'는 C 언어 문자열 출력 함수의 명칭이 아니다.

프로그램 문서화의 목적은 개발 과정의 기록, 변경사항 추적, 유지보수 효율성, 이관 용이성 확보에 있다. 2번은 문서를 통해 변경사항을 명확히 기록하여 혼란을 방지하고, 3번은 새로운 개발자가 프로그램을 쉽게 인수인계받을 수 있도록 하며, 4번은 유지보수 단계에서 코드 이해와 수정을 효율화한다. 반면 1번의 '요식 행위화'는 문서화를 형식적인 절차로만 치부하는 것으로, 문서화의 실질적 가치와 목적에서 벗어난 부정적 인식이다.

정답은 'Cost'이다.

운영체제의 성능 평가 사항에는 가용도(Availability), 반환 시간(Turn Around Time), 처리 능력(Throughput)이 들고, 비용(Cost)은 그 평가 사항에 들지 않는다.

• 'Availability'는 시스템이 정상적으로 가동되는 시간의 비율을 나타내는 운영체제의 성능 평가 사항이다.
• 'Turn Around Time'은 작업 요청 후 결과가 나오기까지 걸리는 시간을 나타내는 운영체제의 성능 평가 사항이다.
• 'Throughput'은 단위 시간당 처리하는 작업량을 나타내는 운영체제의 성능 평가 사항이다.

\b는 백스페이스(backspace)를 의미하며, 커서를 한 칸 뒤로 이동시키는 제어문자다. 문제에서 "backup"이라고 표현했는데, 이는 \b의 정확한 기술 용어가 아니다. \r(carriage return)은 커서를 줄의 처음으로 이동, \t(tab)는 탭 간격 삽입, \n(new line)은 새로운 줄로 이동하는 표준 이스케이프 시퀀스들이고, \b는 backup이 아닌 backspace로 불리므로 4번이 옳지 않은 설명이다.

정답은 '인터프리터'이다.

인터프리터는 원시 프로그램의 각 문장을 한 줄씩 번역과 동시에 실행하는 언어 번역 프로그램이다.

• '컴파일러'는 원시 프로그램 전체를 한 번에 목적 프로그램으로 번역하는 언어 번역 프로그램이다.
• '링커'는 여러 목적 프로그램과 라이브러리를 하나의 실행 파일로 결합하는 프로그램이다.
• '로더'는 실행 파일을 주기억장치에 적재하는 프로그램이다.

프로그램 처리의 일반적인 순서는 번역 → 적재 → 실행이다. 먼저 고급언어로 작성된 소스코드를 컴파일러나 인터프리터를 통해 기계어로 번역하고, 번역된 목적코드를 주기억장치(RAM)에 적재한 후, CPU가 메모리에 올라온 명령어를 순차적으로 실행한다. 따라서 정답은 2번이다.

10진수 27을 2진수로 변환하기 위해 27을 2로 반복 나누고 나머지를 역순으로 읽는다.

27÷2=13 나머지 1
13÷2=6 나머지 1
6÷2=3 나머지 0
3÷2=1 나머지 1
1÷2=0 나머지 1
나머지를 역순으로 읽으면 (11011)₂이다.

검산: $1 \times 2^4 + 1 \times 2^3 + 0 \times 2^2 + 1 \times 2^1 + 1 \times 2^0 = 16 + 8 + 2 + 1 = 27$로 확인된다.

반가산기의 논리식은 합을 XOR, 자리올림을 AND로 적은 $S=A\oplus B,\ C=A\cdot B$ 식이다.

반가산기에서 합 S는 두 입력이 서로 다를 때만 1이고, 자리올림 C는 두 입력이 모두 1일 때만 1이다. 두 입력이 모두 1이면 $1+1=10_{(2)}$ 결과이며, 합 자리는 0이고 올림은 1이다.

• $S=A+B,\ C=A\cdot B$ 식은 합을 OR로 적은 조합이며, 두 입력이 모두 1일 때 이 합의 값은 1이고 반가산기의 합은 0이다.
• $S=A\cdot B,\ C=A+B$ 식은 합을 AND, 자리올림을 OR로 적은 조합이며, 에이(A)가 1이고 비(B)가 0일 때 이 합의 값은 0이고 반가산기의 합은 1이다.
• $S=A+B,\ C=A\oplus B$ 식은 자리올림을 XOR로 적은 조합이며, 두 입력이 모두 1일 때 이 자리올림의 값은 0이고 반가산기의 자리올림은 1이다.

보수를 구한 결과는 'Y = AB'이다.

그림의 식은 $Y=\overline{A}+\overline{B}$ 형태이다. 보수는 식 전체의 부정이다.

드모르간 정리를 쓰면 $\overline{\overline{A}+\overline{B}}=\overline{\overline{A}}\cdot\overline{\overline{B}}=AB$ 결과이다.

• 'Y = A + B'는 에이(A)가 1, 비(B)가 0일 때 1이며, 원식의 보수는 이때 0이다.
• 'Y = A'는 에이(A)가 1, 비(B)가 0일 때 1이며, 원식의 보수는 이때 0이다.
• 'Y = B'는 에이(A)가 0, 비(B)가 1일 때 1이며, 원식의 보수는 이때 0이다.

틀린 설명은 'CP=0이고 S=1, R=0이면' 뒤에 $Q=1,\ \overline{Q}=0$이 붙은 보기이다.

그림은 입력단 NAND 게이트 두 개가 S·R 입력과 클록 CP를 받고, 출력단 NAND 게이트 두 개가 서로의 출력을 되먹임하는 클록형 RS 플립플롭이다. 초기 상태는 조건의 $Q=0,\ \overline{Q}=1$ 값이다.

$CP=0$이면 입력단 NAND 출력은 S·R 값과 관계없이 모두 1이고, 출력단은 이전 상태를 유지한다. 초기 상태 $Q=0,\ \overline{Q}=1$ 값이 그대로 남으며, 이 보기의 $Q=1,\ \overline{Q}=0$ 값과 다르다.

• 'RST 플립플롭'은 옳은 설명이며, 그림은 S·R 입력에 클록 CP가 더해진 RS 플립플롭 구성이다.
• 'CP=1이고 S=0, R=1이면' 뒤에 $Q=0,\ \overline{Q}=1$이 붙은 보기는 옳은 설명이며, 이 입력은 리셋 동작이다.
• 'S=R=1 인 상태는 금지'는 옳은 설명이며, $CP=1$일 때 두 입력이 모두 1이면 입력단 NAND 출력이 모두 0이고 $Q=\overline{Q}=1$ 상태가 나온다.

정답은 '비안정 멀티바이브레이터'이다.

비안정 멀티바이브레이터는 두 상태 중 어느 쪽에도 머무르지 않고 스스로 상태를 반전하는 회로이다. 직사각형파 발생회로나 시간 발생기로 쓰인다.

• '플립플롭'은 두 가지 안정 상태를 유지하는 순서 회로이다.
• '쌍안정 멀티바이브레이터'는 두 가지 안정 상태를 갖는 회로이다.
• '단안정 멀티바이브레이'(멀티바이브레이터의 오기)는 하나의 안정 상태만을 갖는 회로이다.

클록 펄스의 개수를 세고 디지털 제어 장치에서 신호 처리의 핵심 역할을 하는 회로는 계수회로(counter)다. 계수회로는 입력 펄스를 계산하여 그 개수를 이진 코드로 변환하고 저장하는 순차논리회로로, 디지털 시스템에서 시간 측정, 분주, 타이밍 제어 등에 광범위하게 사용된다. 발진회로는 신호 발생, 해독기는 코드 변환, 부호기는 입력을 코드로 변환하는 기능이므로 펄스 계산과는 무관하다.

그레이코드 변환은 이진수의 최상위 비트는 그대로 두고, 이후 각 비트는 원본 이진수의 해당 비트와 그 왼쪽 비트를 XOR 연산하여 구한다.

0111 → 0101: 0111에서 0⊕0=0, 0⊕1=1, 1⊕1=0, 1⊕1=0 → 0100인데 0101로 표기됨 ✗
0011 → 0010: 0011에서 0⊕0=0, 0⊕0=0, 0⊕1=1, 1⊕1=0 → 0010 ✓
1001 → 1101: 1001에서 1(유지), 1⊕0=1, 0⊕0=0, 0⊕1=1 → 1101 ✓
1011 → 1110: 1011에서 1(유지), 1⊕0=1, 0⊕1=1, 1⊕1=0 → 1110 ✓

8×1 멀티플렉서는 8개의 입력 중 하나를 선택하여 출력으로 전달하는 조합회로이다. 필요한 선택선(선택 입력, select line) 개수는 2^n = 8을 만족하는 n값을 구하면 되므로, n = 3이다. 즉, 3개의 선택선으로 2³ = 8가지 경우의 수를 표현할 수 있어 8개 입력 중 정확히 하나를 선택할 수 있다.

간략화한 결과는 비(B)에만 부정 막대가 있는 $\overline{B}C$ 식이다.

그림의 식은 $F=\overline{A}\,\overline{B}C+A\overline{B}C$ 형태이다. 두 항은 에이(A)만 다르고 $\overline{B}C$ 부분이 같다.

카르노 맵에서 두 항은 에이(A) 방향으로 이웃한 칸이다. 두 칸을 묶으면 $F=(\overline{A}+A)\overline{B}C=\overline{B}C$ 결과이다.

• $BC$ 식은 비(B)에 부정 막대가 없으며, 그림의 두 항은 모두 $\overline{B}$ 인자를 가진다.
• $B\overline{C}$ 식은 씨(C)에 부정 막대가 있고 비(B)에는 없으며, 그림의 두 항은 모두 $\overline{B}C$ 부분을 가진다.
• $\overline{B}\,\overline{C}$ 식은 씨(C)에도 부정 막대가 있으며, 그림의 두 항에서 씨(C)는 부정 없이 들어간다.

JK플립플롭의 동작은 다음과 같이 정해진다.
J=0,K=0: 유지
J=0,K=1: 리셋(0)
J=1,K=0: 셋(1)
J=1,K=1: 토글

표에서 '가'는 Q(t)=0, J=1, K=0 → 셋 동작이므로 Q(t+1)=1이고, '나'는 Q(t)=0, J=1, K=1 → 토글 동작이므로 Q(t+1)=1(0→1)이다. '다'는 Q(t)=1, J=1, K=1 → 토글이므로 Q(t+1)=0(1→0)이다.

'라'는 표에는 없지만 규칙상 문제에서 다루는 항목 중 '나'가 1이 되는 것이 정답과 일치한다.

JK 플립플롭 4개가 공통 클록(CLK)으로 동시에 동작하며, 데이터 입력이 순차적으로 A→B→C→D 플립플롭의 J,K 단자로 전달되는 구조이다. 이는 클록마다 데이터를 한 비트씩 옆으로 이동시키는 직렬 데이터 전송(시프트) 동작이므로 시프트레지스터에 해당한다. 리플계수기나 10진 계수기는 각 플립플롭의 클록이 이전 단의 출력에서 유도되며, 링카운터는 출력을 입력으로 궤환하는 구조라는 점에서 이 회로와 다르다.

정답은 'NAND'이다.

그림은 입력 A, B마다 다이오드가 있고 두 다이오드의 애노드가 저항 공통점에 모인 회로이다. 공통점은 다이오드 하나를 지나 NPN 트랜지스터의 베이스에 이어지고, 출력 X는 컬렉터 저항과 컬렉터 사이에서 나온다.

입력 중 하나라도 0이면 그 입력 다이오드가 도통하고 트랜지스터는 차단 상태이다. 이때 X는 $+V_{CC}$ 쪽의 1이다. 입력이 모두 1이면 트랜지스터가 포화 상태이고 X는 0이다. 이 동작은 모든 입력이 1일 때만 출력 0인 NAND 동작이다.

• 'AND'는 $A=B=1$일 때 출력이 1인 게이트이고, 이 회로는 $A=B=1$일 때 $X=0$이다.
• 'OR'는 $A=B=0$일 때 출력이 0인 게이트이고, 이 회로는 $A=B=0$일 때 $X=1$이다.
• 'NOR'는 입력 하나만 1일 때 출력이 0인 게이트이고, 이 회로는 $A=1,\ B=0$일 때 $X=1$이다.

정답은 'T F/F'이다.

그림은 J, K 입력과 클록 C를 가진 JK 플립플롭이고, J 입력과 K 입력은 물음표로 표시된 한 입력선에 함께 연결된 구성이다. 이 입력에 1을 가하면 $J=K=1$이다.

JK 플립플롭은 $J=K=1$일 때 클록마다 출력이 반전되는 토글 동작을 한다. 입력 하나로 토글 동작을 하는 플립플롭이 T 플립플롭이다.

• 'D F/F'는 클록 에지에서 D 입력값이 그대로 출력되는 플립플롭이다.
• 'RS F/F'는 S와 R 두 입력을 쓰는 플립플롭이고, $S=R=1$은 사용하지 않는 입력 조합이다.
• 'JK F/F'는 J와 K를 따로 입력하는 플립플롭이고, 그림처럼 두 입력을 한 선으로 묶은 구성은 T 플립플롭으로 동작한다.

정답은 'Flip-Flop'이다.

Flip-Flop은 1비트의 상태를 저장하는 순서 회로이다. 여러 개를 연결하면 레지스터가 된다.

• 'Encoder'는 여러 입력 신호를 부호화된 소수의 출력으로 변환하는 조합 회로이다.
• 'Decoder'는 부호화된 입력에 대응하는 출력선 하나를 활성화하는 조합 회로이다.
• 'Half Adder'는 두 비트의 합과 자리올림을 구하는 조합 회로이다.

입력 A, B 2비트 조합에 따라 출력 Y0~Y3 중 하나만 '1'이 되고 나머지는 '0'이 되는 구조로, 이는 2비트 입력을 4개의 출력선 중 하나로 활성화하는 2진수 코드를 해독하여 특정 출력을 선택하는 회로의 동작이다. 이러한 기능을 하는 회로가 바로 디코더(decoder)이며, 반대로 여러 입력을 하나의 코드로 압축하는 것은 인코더이다.

정답은 'XOR'이다.

진리표의 출력은 $(A,B)=(0,0)$에서 $Y=0$, $(0,1)$에서 1, $(1,0)$에서 1, $(1,1)$에서 0이다. 두 입력이 서로 다를 때만 출력 1이고, 이 동작이 XOR이다.

• 'NAND'는 $A=B=0$일 때 출력이 1인 게이트이고, 진리표는 이때 $Y=0$이다.
• 'NOR'는 $A=0,\ B=1$일 때 출력이 0인 게이트이고, 진리표는 이때 $Y=1$이다.
• 'AND'는 $A=B=1$일 때 출력이 1인 게이트이고, 진리표는 이때 $Y=0$이다.

2진 리플 계수기는 n개의 플립플롭으로 2^n가지 상태를 표현할 수 있으며, 계수 범위는 0부터 2^n - 1까지다. 3개의 플립플롭이 있으므로 2^3 = 8가지 상태(0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7)를 표현할 수 있고, 가장 큰 수는 2^3 - 1 = 7이다.

$XY+\bar{X}Z+YZ$에서 $YZ$는 $XY$와 $\bar{X}Z$의 합의정리(consensus)에 의해 흡수되는 잉여항이므로 제거할 수 있다. 즉 $YZ=XYZ+\bar{X}YZ$이며 이는 각각 $XY$와 $\bar{X}Z$에 포함되므로, 식은 $XY+\bar{X}Z$로 간소화된다.

5진 계수기는 000→001→010→011→100→000 순으로 반복한다. 제시된 수열 000, 001, 010, 011 다음에 올 값은 100이며, 이를 10진수로 변환하면 4이다.

정답은 '-2 7 ~ + (2 7 -1)', 즉 $-2^7 \sim +(2^7-1)$이다.

8비트 2의 보수 표현에서 최상위 1비트는 부호, 나머지 7비트는 크기를 나타내고, 표현 범위는 $-2^7=-128$부터 $+(2^7-1)=+127$까지이다.

• '+2 7 ~ + (2 7 -1)' 식은 하한 $+2^7=+128$이 양수이고 음수를 포함하지 않는 범위이다.
• '-2 8 ~ + (2 8 -1)' 식은 $-2^8=-256$부터 $+(2^8-1)=+255$까지로 9비트 2의 보수일 때의 범위이다.
• '-2 7 ~ + (2 7 +1)' 식은 상한 $+(2^7+1)=+129$가 8비트 2의 보수 최댓값 $+127$을 넘는 범위이다.