論理回路の過去問

基本情報技術者試験

【基本情報技術者試験の論理回路の問題】とにかく値を入れて結果を見てみよう!事前に知っておくべきことも紹介します!!

2020年1月13日

 

実際に出題された基本情報技術者試験論理回路のテーマに関する過去問と解答、そして初心者にも分かりやすく解説もしていきます。

さらに、論理回路の問題を解くにあたり、知っておくべきことも紹介!!

では早速はじめていきます。

 

以下は、令和元年秋期の基本情報技術者試験に実際に出題された問題を例に紹介します。

次の回路の入力と出力の関係として、正しいものはどれか。

論理回路図の問題

 

 

 

 

 

ア.

論理回路図の問題の選択肢ア

イ.

論理回路図の問題の選択肢イ

ウ.

論理回路図の問題の選択肢ウ

エ.

論理回路図の問題の選択肢エ

出典:基本情報技術者試験 令和元年秋期 問22

 

解説

論理回路の問題の解説

論理回路をいくつもつないで、入力値(AやB)に対し結果(X)がどのようになるか求める問題です。

この問題は、実際にAとBに具体的な入力データを与えてみます。

そうすることで、個々の論理回路にデータの変化を書き込む(以下赤字)ことができますので、簡単に正答を選べます

 

具体的なデータとは...

例えばA=0 B=0というデータを考えます。

論理回路図の入力パターン1

Xの値は0となり、この時点で正答はアかイとなります。

 

次に、A=0 B=1の場合を考えます。

論理回路図の入力パターン2

Xの値は1となり、正答はイとなります

 

このように簡単に正答を導き出せます。

しかし、まずはじめに知っておきたいことがあります。

それは、論理回路の入力値の組み合わせによって、出力値がどのように変わるかということです。

全ての組み合わせ条件について表したものを 「真理値表」といいます。

論理回路の「真理値表」を理解していないと、上記のようにデータの変化(赤字)がわかりません。

ですので、これから論理回路の記号とその「真理値表」を次節で解説します。

 

論理回路の記号とその「真理値表」

論理回路の真理値表

基本情報技術者試験で、知っておくべき論理回路は以下6つだけ。

  1. AND回路
  2. OR回路
  3. NOT回路
  4. NAND回路
  5. NOR回路
  6. XOR回路

これから図記号とその「真理値表」を解説していきます。

 

1. AND回路

AND回路

AND回路とは、論理積の演算を行う回路です。

図記号は上図となり、2個の入力と1個の出力があります。

AND回路の真理値表(入力に対する出力の変化)は以下の通りです。

入力A 入力B 出力X
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1

上表のように、すべての入力端子に1が入力されたときのみ1を出力する回路です。

 

2. OR回路

OR回路

OR回路とは、論理和の演算を行う回路です。

図記号は上図となり、2個の入力と1個の出力があります。

OR回路の真理値表(入力に対する出力の変化)は以下の通りです。

入力A 入力B 出力X
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1

少なくとも1つの入力に1が入力されたときに1が出力されます。

マー坊
入力に1があれば、出力は1になります

 

3. NOT回路

NOT回路

 

NOT回路とは、否定回路といわれる回路です。

図記号は上図となり、1個の入力と1個の出力があります。

NOT回路の真理値表(入力に対する出力の変化)は以下の通りです。

入力 出力X
0 1
1 0

NOT回路は、0が入力されれば1を、1が入力されれば0と、入力値を反転し出力します。

マー坊
入力値を反転しています

 

4. NAND回路

NAND回路

NAND回路とは、論理積を否定する演算を行う回路です。

図記号は上図となり、2個の入力と1個の出力があります。

NAND回路の真理値表(入力に対する出力の変化)は以下の通りです。

入力A 入力B 出力X
0 0 1
0 1 1
1 0 1
1 1 0

NAND回路は、すべての入力に1 が入力されたときのみ 0 を出力しています。

マー坊
AND回路の出力を反転したものが出力されます。

 

5. NOR回路

NOR回路

NOR回路とは、論理和を否定する演算を行う回路です。

図記号は上図となり、2個の入力と1個の出力があります。

NOR回路の真理値表(入力に対する出力の変化)は以下の通りです。

入力A 入力B 出力X
0 0 1
0 1 0
1 0 0
1 1 0

OR回路の出力を反転したものが出力されます

マー坊
出力はOR回路を反転しています。

 

6. XOR回路

XOR回路

XOR回路とは、排他的論理和の演算を行う回路です。

図記号は上図となり、2個の入力と1個の出力があります。

XOR回路の真理値表(入力に対する出力の変化)は以下の通りです。

入力A 入力B 出力X
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 0

2個の入力値が互いに等しいときに出力は0に,互いに等しくないときは出力は1になる回路です

一致回路などによく使用されています。

 

以上、覚えておくべき6つの論理回路の解説でした。

6つの論理回路の「真理値表」を覚えないといけないわけではありません。

最低限覚えるのはAND回路とOR回路、XOR回路の3つ

NOT回路は否定(入力を反転し出力)ですし、NAND回路やNOR回路は、AND回路とOR回路の出力を反転したものなのです。

 

論理回路はとにかく値をいれてみること!

基本情報技術者試験の「論理回路」の過去問の解答、解説をしてきました。

たくさんの論理回路が繋ぎ合わさってややこしいとは思います。

しかし、一つづつ、真理値表をもとに値を書き込んでいくことが正答を選ぶためには重要なことです。

 

そのためにまずは、以下2つのポイントを押さえておきましょう!

  1. 各々の論理回路の真理値表を理解し覚える
  2. 与えられた回路にとにかく値を入れて結果を検証する

 

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この記事はいかがでしたでしょうか✨?

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