今回は論理回路について学んでいく。「論理回路？なにそれ？」と感じる人が多いと思うがコンピュータの基本の基本に論理回路は使われているので最後まで読んで論理回路とは何かしっかり理解しよう！
論理回路とは
論理回路とは、デジタル情報を処理するための電子回路の一種です。デジタル情報は0と1の2つの状態で表され、論理回路はこの情報を入力として受け取り、特定の論理演算を行って結果を出力します。
論理回路は、集積回路と呼ばれる小さなチップの形で実装されることがあります。
論理演算とは
論理演算は、論理回路が行う基本的な計算方法です。主な論理演算には、AND（かつ）、OR（または）、NOT（否定）などがあります。これらの演算は、入力されたデジタル信号（0または1）を基にして、出力信号を生成します。
集積回路とは
集積回路とは、多数の論理ゲートやトランジスタなどの電子素子を1つのチップに集めたものです。集積回路には、数百から数十億もの論理ゲートが含まれることがあります。これにより、小さなサイズで多くの論理回路を実現することができます。
AND（かつ）、OR（または）、NOT（否定）の論理演算を行う論理回路を論理積回路、論理和回路、否定回路という。これらの3つの回路をまとめて基本論理回路という。基本論理回路を組み合わせることでコンピュータのすべての計算を行うことができる。
これから出てくる回路の入力と出力の表す表を真理値表と呼ぶ。結果が1の時は真、0の時が偽である。
論理積回路とは
論理積回路はAND回路とも呼ばれ、2つの入力を受け取り、1つの出力を持つ回路である。両方の入力が1の場合にのみ出力が1となる回路です。入力が両方1の場合以外では出力は0になります。
AND回路の真理値表は以下のとおりです。
| 入力 | 出力 | |
|---|---|---|
| A | B | C |
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 1 |
AND回路の図は以下のとおりです。
論理和回路とは
論理和回路はOR回路とも呼ばれ、2つの入力を受け取り、少なくとも1つの入力が1の場合に出力が1となる回路です。両方の入力が0の場合のみ出力が0になります。
OR回路の真理値表は以下のとおりです。
| 入力 | 出力 | |
|---|---|---|
| A | B | C |
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 1 |
OR回路の図は以下のとおりです。
否定回路とは
否定回路はNOT回路とも呼ばれ、1つの入力を受け取り、その入力の反対の値を出力するゲートです。入力が1の場合は出力が0になり、入力が0の場合は出力が1になります。
NOT回路の真理値表は以下のとおりです。
| 入力 | 出力 |
|---|---|
| A | B |
| 0 | 1 |
| 1 | 0 |
NOT回路の図は以下のとおりです。
その他
AND回路、OR回路、NOT回路以外にもNAND回路、NOR回路、XOR回路などもあるが高校のテストでは出題されないと思うので今回は説明を省略する。
まとめ
今回は論理回路について学びました。AND回路、OR回路、NOT回路についてはどのような入力の時に出力はどのようになるかを覚えておこう。応用的な内容になると基本論理回路を組み合わせたものが出てくるが基礎がわかっていると解けるのでしっかりと覚えてテストの得点アップを目指そう！
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