更新:2024/11/27
【論理回路】論理ゲートとは？意味と具体例について
はるか
論理ゲートって、簡単に言えば、入力を元に出力を決めるルールを持つ回路のこと。
ふゅか
デジタル信号、つまり0と1で動いてて、コンピュータが動くための基礎みたいなものよね！
目次
1. 論理ゲートとは？
論理ゲートとは、コンピュータや電子回路で使われる基本的な構成要素の一つで、入力信号をもとに特定のルールに従って出力信号を生成する回路のことです。論理ゲートは「デジタル信号」（0と1で表される情報）を処理する役割を果たしており、コンピュータの演算やデータ処理を支える非常に重要な存在です。
1.1. 論理ゲートの基本的な仕組み
論理ゲートは、1つまたは複数の入力を受け取り、それをもとに1つの出力を生成します。入力と出力の関係は真理値表（しんりちひょう）で表されます。この表を見れば、どのような入力でどんな出力が得られるかが一目でわかります。
ふゅか
論理ゲートって、1つ以上の入力を受け取って、その組み合わせで出力が決まるんだよね。
はるか
うん。どんな入力でどんな出力になるかは「真理値表」に書かれてる。
2. 主な論理ゲートの種類
以下は代表的な論理ゲートとその動作について説明します。
2.1. ANDゲート
- 特徴:すべての入力が「1」のときだけ出力が「1」になる。
- 真理値表:
| 入力A | 入力B | 出力 |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 1 |
ふゅか
ANDゲートって、例えばスイッチが2つあって、どっちもONにしないとライトが点かない、みたいな動きだね！
はるか
そう。全員が「OK」しないと動かないシステムに似てる。
2.2. ORゲート
- 特徴: どれか1つでも入力が「1」であれば出力が「1」になる。
- 真理値表:
| 入力A | 入力B | 出力 |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 1 |
ふゅか
次はORゲートね。これって「どれか1つでもONならライトが点く」って感じだよね！
はるか
そう。どれか1つでも「OK」なら動くシステム。
2.3. NOTゲート
- 特徴: 入力が「1」のとき出力は「0」、入力が「0」のとき出力は「1」になる（反転ゲート）。
- 真理値表:
| 入力 | 出力 |
|---|---|
| 0 | 1 |
| 1 | 0 |
ふゅか
NOTゲートは、入力を反転させるんだよね！1が0に、0が1に変わる！
はるか
その通り。「逆になる」と覚えればいい。
2.4. NANDゲート
- 特徴: ANDゲートの出力を反転したもの。すべての入力が「1」のときだけ出力が「0」になる。
- 真理値表:
| 入力A | 入力B | 出力 |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 0 |
2.5. NORゲート
- 特徴: NORゲートはORゲートの出力を反転したもの。すべての入力が「0」のときだけ出力が「1」になる。
- 真理値表:
| 入力A | 入力B | 出力 |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 0 |
2.6. XORゲート（排他的論理和）
- 特徴: 2つの入力が異なる場合のみ出力が「1」になる。
- 真理値表:
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