論理ゲートの種類
論理ゲートとは、とある値が入ったときに何かしら値が出力される表のこと。
知識的には数学Aの内容であるため、１年生では学ぶのに辛さを感じるかもしれない。
ANDゲート(論理式)
ANDゲートは入力値全てが「1」の時に「1」が出力される論理ゲート。
論理式 Y＝A・Bとあるが、AとBの一致した部分がYであるという意味。
ORゲート(論理和)
ORゲートは入力値のどれか1つでも「1」が入力されていれば「1」が出力される論理ゲート。
論理式 Y＝A+Bとあるが、AかBである部分がYであるという意味。
NOTゲート(否定)
NOTゲートは入力した値と逆の値が出力される。
「0」が入力されたときは「1」が、「1」が入力されたときは「0」が出力される。
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論理式 Y=Aとあるが、AでないものがYであるという意味。
ここまでは名前だけで意味が即理解できるが、次からはしっかり言葉から意味を理解するべし。
NANDゲート(否定論理積)
NOT ANDゲート、つまり入力値が全て｢１｣だったら「０」、それ以外は「０」を出力する。
AND(論理積)の記号の頭に◯がついた記号となる。
NOR(否定論理和)
NOT ORゲート、つまりすべての入力値が「０」のとき「１」を出力する。
OR(論理和)の記号の頭に◯がついた記号となる。
XORゲート(排他的論理和)
eXclusive(排他的な) ORの略称。排他とは、部外者を排斥して退けるという意味。
つまり、
入力値が異なったときに「1」が出力される。
例として、Aに「0」、Bに「1」が入力されているときと、Aに「1」、Bに「0」が入力されているときに「1」が出力される。
XNORゲート(排他的否定論理和)
eXclusive(排他的な) NOT ORの略称。
XNORゲートは一致回路ともいわれ入力値が同じときに「1」が出力される。
例として、AとBの両方が「0」のときと、AとBの両方が「1」のときに「1」が出力されます。
加算回路
加算は論理演算でなく算術演算だが、それを行う回路は論理ゲートの組合せで構築できる。
算術演算は、数値を演算します。 論理演算は、真偽値を演算します。
加算には半加算と全加算がある。
| 半加算 | 1ビット同士の加算を行い、結果と桁上がりを出力する |
| 全加算 | 1ビット同士の加算に、｢下位からの桁上り｣を加算し、結果と桁上がりを出力する |
下の2問を解くと仕組みがわかると思うので実際に解いてみてほしい
フリップフロップ回路
記憶回路と同期回路を搭載した論理回路。
入力信号のみならず、過去に入力された信号によって出力を決定する。