令和6年度 秋期 午前 問21
コンピュータ構成要素
タイミングチャートに関する問題
図はスイッチ A 及び B の状態によって,LED が点灯又は消灯する回路である。スイッチ A がオンの状態を A=1,オフの状態を A=0 とし,スイッチ B も同様にオンの状態を B=1,オフの状態を B=0 とする。また,LED が点灯する状態を Y=1,消灯する状態を Y=0 とする。このとき,図の回路を動作させたときのタイミングチャートとして,適切なものはどれか。
〔図〕回路(回路図) 電池 ─ スイッチ A ─ スイッチ B ─ 抵抗 ─ LED ─ 電池 へ戻る (枝分かれの無い 1 本の輪。スイッチ A と B は同じ線の上に順に並ぶ=直列)
- アA 又は B が 1 の区間で Y が 1 になる図
- イA と B の両方が 0 の区間だけ Y が 1 になる図
- ウA と B の両方が 1 の区間だけ Y が 1 になる図
- エA と B の両方が 1 の区間で Y が 0 になる図
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✓ これが正解ウA と B の両方が 1 の区間だけ Y が 1 になる図
解説
一列に並んだ二つが閉じたときだけ点きます。
設問は、二つのスイッチの状態で LED が点灯または消灯する回路を動かしたときのタイミングチャートを選ばせています。手がかりは、二つのスイッチが回路の中でどのように並んでいるかという一点です。図では二つのスイッチが電流の道の上に一列に並び、その先に LED が置かれています。電流が流れるには道の途中がどこも切れていない必要があるので、片方だけを閉じても電流は流れません。したがって LED が点くのは、二つのスイッチがそろって閉じている間だけです。正解は、A と B の両方が 1 の区間だけ Y が 1 になる図です。点灯している区間の始まりと終わりが、遅れているほうのスイッチが閉じた時刻と、先に開いたほうのスイッチが開いた時刻で決まる、という読み方をすると図と照らし合わせやすくなります。
ほかの選択肢はなぜ違うのか
- アA 又は B が 1 の区間で Y が …:A と B の少なくとも一方が 1 なら Y が 1 になる形で、二つがそろって 1 でない区間にも Y が 1 になっています。片方が開いていれば電流の道は切れているので、この振る舞いは図の回路では起こりません。これは電流の道が二手に分かれて置かれた回路の振る舞いです。
- イA と B の両方が 0 の区間だけ Y…:A と B がともに 0 の区間だけ Y が 1 になり、どちらかが 1 になると Y が 0 になる形です。スイッチを閉じると消える振る舞いで、スイッチを閉じて電流の道をつなぐ図の回路とは点灯と消灯の向きが逆です。
- エA と B の両方が 1 の区間で Y …:そろって 1 のときに Y が 0 になる形で、点灯と消灯が入れ替わっています。出力を反転させる素子を通した場合の振る舞いにあたり、図の回路には反転がありません。
出典:令和6年度 秋期 応用情報技術者試験 午前 問21
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