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デジタル回路 Level-0 Vol 1 |
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論理設計と言うとたいそうだが、誰もが日常で普通にしていること。例えば、電話が鳴ったら受話器を取る。お湯が沸いたら火を止める。ＸＸなら、○○する。これをいちいち言葉で書くと作業手順書になるが、書くのも大変なので記号で表すようにして、表し方で「論理回路」「論理式」「真理値表」などと言うだけのことです。
呼び名は難しそうですが、文章では複雑になることを簡単に表現できるように考えられたものだから、文章表現よりもずっと簡単です。文章の手順書をこれで書き直せば簡単に表現できるようになる。慣れると文章を書きたくなくなるほどの便利な方法。今回は論理記号について解説しましょう。
「〜かつ〜ならば」「〜または〜ならば」「〜でなければ」よく使う言葉ですが、この３つでどんな手順も表現できてしまう。複雑に見えるコンピュータもこれらの組み合わせだけで動作している。論理回路ではこの３つを基本ゲート呼びます。
論理回路の基本ゲート
●［〜かつ〜ならば］−−−−−ＡＮＤゲート（アンドゲート）
「夜、部屋に人がいたら明かりをつける」ということを考えてみましょう。
まず、「夜」と「人がいる」の情報として、「夜センサー」と「人センサー」が必要ですね。具体的には「夜」は明るさでも、時間で判断してもいい。人は放射熱センサーや重さでも良いでしょう。それぞれ検出したら何らかの信号を出すものとします。
また、何らかの信号が入ると明かりをつける装置も用意します。そして、信号が出ていない状態を「論理０」、出ている状態を「論理１」と呼ぶ事にしましょう。
実際「何らかの信号！」では物は作れませんが、とりあえず「論理０，１」と表現することで動作を決めてしまい、最後に「何らかの信号は具体的に何か」を考えるのです。
こうすることで、実態を気にせず動作だけを考えられる。つまりどんな事柄も置き換えて考えられるようになるのです。
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| 「夜、部屋に人がいたら明かりをつける」 |
| ↓ |
| 「夜 かつ 人がいる ならば 明かりをつける」 |
| ↓ |
| 「夜（１） かつ 人（１） ならば 明かり（１） |
| ↓ |
| 「夜 ＡＮＤ 人 → 明かり」 |
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そう、ＡＮＤゲートとは入力が全て「論理１」なら「論理１」を出力する仮想部品です。
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