戻る   論理回路 (logic circuit)



論理回路とは、 コンピュータなどのデジタル信号を扱う機器において論理演算を行う電子回路です。
古くはトランジスタ・ダイオードなどの半導体や、 抵抗・コンデンサといった電子部品を組み合わせて論理回路を構成しましたが、 現在は IC に集積されている論理素子を利用します。
基本的な論理素子には AND 回路 (論理積回路)OR 回路 (論理和回路)NOT 回路 (否定回路) があり、 これらを基本論理回路といいます

基本論理回路の働き自体はきわめて単純です。
AND 回路や OR 回路には複数の入力があって、 AND 回路はそれらがすべて 1 のときだけ、 OR 回路は少なくとも一つが 1 になれば出力が 1 になります (いい換えれば、 AND 回路はすべての条件が揃ったときに、 OR 回路は一つでも条件が整えば、 出力が 1 になります)
NOT 回路の入力はひとつで、 常に入力信号が 1 のときは 0 を、 0 のときは 1 を出力します。
ただ、 それだけのことです。


gates


しかし、 AND 回路にせよ OR 回路にせよ NOT 回路にせよそれぞれは単純ですが、 これらを組み合わせていくと、 さまざまの働きをするようになります。





キーの車内閉じ込めに注意 以前はよく、 自動車の中にキーを付けたままドアをロックしたり、 ライトを消し忘れて翌朝エンジンがかからない、 といったトラブルを起こしました。
最近はなくなりましたが、それは私が、ではなく、自動車が賢くなったからです。
近頃の自動車は、エンジンを止めて、キーを付けたまま、あるいはライトを点けたまま 運転席のドアを開けると、 ブザーが鳴るようになっています

このような機能は、自動車に搭載されている マイクロコンピュータ のひとつにプログラムされていますが、 論理回路で作ることもできます。

まず、キーの挿・抜、ライトの点灯・消灯などの状態を論理値 0 1 に対応させます。
例えば、 エンジンが動いているときは 1 で止まれば 0 、 ドアは閉じているときは 0 で開けば 1 、 などです

 論理値  キー  ライト  エンジン  ドア  ブザー 
0抜く消灯停止
1挿入点灯回転

上表のように定めた場合は、 キーかライトのどちらか、 または両方が 1 のときに、 エンジンが 0 でドアが 1 であればブザーを鳴らせばいいことになります。

この条件で警報装置を作ると、論理回路は下図のようになります。



この図では現在、 キーが挿入 (1) されてエンジンが回転 (1) していてドアが閉まっている (0)、 つまり走行中の状態です。

ここでエンジンを止めるとエンジンは 0 になりますから、NOT 回路の出力は 1 になります。
キーを抜き忘れているか、ライトが点いたままであれば OR 回路の出力は 1 になります。
この状態でドアを開けると、 AND 回路の入力信号がすべて 1 になりますから、 出力が 1 になってブザーが鳴ります。
上図の入力信号の付近をクリックすると信号が変化します。試してみて下さい。
(キーが挿入されていないと、エンジンがかからないようになっています。念のため。)
AND 回路、OR 回路、NOT 回路、 それぞれの機能は単純でも、 論理回路を組み合わせることによって、 さまざまな機能を実現することができます。




情報処理概論 に戻る   用語解説 に戻る   戻る  


*1 AND 回路や OR 回路、NOT 回路を 「基本論理回路」 といいますが、 集積回路が当たり前の今日、 実質的には 「基本論理素子」 です。
*2 もちろん、そうでない車も、もっと賢い車もあります。
*3 0 と 1 の対応のさせ方は自由です。 逆にすれば NOT 回路が必要になったり、 省略できたりするだけのことです。

Java applet 圧縮アーカイブファイル    自由利用マーク
update: 2012.09.25  address