平成23年度特別 応用情報技術者試験 午前 問24

分野:ハードウェア(論理回路・電気電子・半導体・機器・組込みハード・センサ/アクチュエータ)|実際に出題されたIPA過去問題

NAND素子を用いた次の組合せ回路の出力Zを表す式はどれか。ここで,論理式中の・は論理積,+は論理和,X̄はXの否定を表す。

問題の図表(IPA公式問題冊子より引用)
図表:IPA公式問題冊子より
  1.  X・Y
  2.  X+Y
  3.  X・Y(の否定)
  4.  X+Y(の否定)
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正解:イ

AI解説

NAND素子はX・Yの否定(NOT(X・Y))を出力する素子だが、入力を工夫することで他の論理演算を構成できる。XとXを1つのNANDに入力するとNOT Xが得られ、同様にNOT Yを作り、その2つをさらにNANDに入力すると、ド・モルガンの法則によりNOT(NOT X・NOT Y)=X+Y(論理和)が得られる。 ア: X・Y(論理積)。NAND素子のみで論理積を作るには出力をさらに反転させる必要があり、設問の回路構成とは一致しない。 イ: X+Y(論理和)の説明。NOT X、NOT Yを作った上でさらにNANDを取ることで論理和が得られる、3個のNANDによる代表的なOR回路構成であり正解。 ウ: X・Yの否定(NAND出力そのもの)。単一のNAND素子の出力であり、設問の複数素子を組み合わせた回路の出力とは異なる。 エ: X+Yの否定(NOR相当)。NAND素子の組合せだけでこの出力を得るには別の構成が必要であり、設問の回路とは一致しない。 💡 NAND素子はNOT・AND・OR・NORなど任意の論理関数を組み合わせで実現できる「万能素子」である。「入力を短絡してNOTを作り、それらをさらにNANDに通すとOR(論理和)になる」というド・モルガンの法則に基づく定番回路を覚えておく。

出典:平成23年度 特別 応用情報技術者試験 午前 問24 / 独立行政法人情報処理推進機構(IPA)
※Web掲載用に表記を一部変更しています。図表はIPA公式問題冊子から引用しています。著作権はIPAに帰属します。
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