平成24年度 秋期 午前 問22
ハードウェア
論理積に関する問題
NAND 素子を用いた次の組合せ回路の出力 Z を表す式はどれか。ここで,論理式中の"・"は論理積,"+"は論理和,"X̄"は X の否定を表す。
〔回路図〕
X ─┬─┐
└─┤NAND ○─┐
├─┤NAND ○─ Z
Y ─┬─┐ │
└─┤NAND ○─┘
(上の NAND は2入力とも X,下の NAND は2入力とも Y,
その2つの出力を3つめの NAND の2入力に入れて Z を得る)- アX・Y
- イX+Y
- ウ ̄(X・Y)
- エ ̄(X+Y)
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✓ これが正解イX+Y
解説
前段で二つを否定し、後段で否定が外れて論理和になります。
同じ信号を二つの入力に入れた否定論理積は、否定として働きます。同じものどうしの論理積はそれ自身なので、残るのは否定だけだからです。この回路は前段の二つの素子でXとYをそれぞれ単独に否定し、後段の素子でその二つを受け取っています。後段が出すのは、二つの否定の論理積をさらに否定した形です。否定を二つの項の外側から外すと、内側の掛け合わせは足し合わせに入れ替わり、もとのXとYに戻ります。したがって出力はXとYの論理和です。値を入れて確かめると、XもYも0のときだけ出力が0で、どちらか一方でも1なら出力は1になり、これは論理和の表と一致します。
ほかの選択肢はなぜ違うのか
- アX・Y:上に線の付かない掛け合わせの形です。外側の否定を外すときに、内側の演算をそのまま残してしまうとこの形になりますが、外すときは掛けると足すが入れ替わります。
- ウ ̄(X・Y):二つの入力を素子1個にそのまま通しただけの出力に当たります。前段で一度ずつ否定を挟んでいることを数えていない形で、この回路は三つの素子を通ります。
- エ ̄(X+Y):足し合わせの形までは合っていますが、上に線が1本余分に残っています。後段でその線が消える点を数えると、線の付かない形が答えになります。
出典:平成24年度 秋期 基本情報技術者試験 午前 問22(改変:原典の図表をテキストに書き起こした)
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