令和3年度 秋期 応用情報技術者試験 午前 問題 問22

1桁の2進数A,Bを加算し,Xに桁上がり,Yに桁上げなしの和(和の1桁目)が得られる論理回路はどれか。

解答・解説

正解: ア.

1桁の2進数 AA、BB を加算したときの結果(和 YY と桁上がり XX)の真理値表を作成して、それぞれの論理式を求めます。

AA、BB と和の1桁目(桁上げなしの和)YY、桁上がり XX の関係は以下のようになります。

  • 0+0=00 + 0 = 0 (X=0,Y=0X = 0, Y = 0)
  • 0+1=10 + 1 = 1 (X=0,Y=1X = 0, Y = 1)
  • 1+0=11 + 0 = 1 (X=0,Y=1X = 0, Y = 1)
  • 1+1=101 + 1 = 10(2進数)(X=1,Y=0X = 1, Y = 0)

これを真理値表にまとめると次の表になります。

AA BB XX(桁上がり) YY(和)
0 0 0 0
0 1 0 1
1 0 0 1
1 1 1 0

この真理値表から、XX と YY の論理式を導き出します。

  • 桁上がり XX: AA と BB がともに 1 のときのみ 1 となります。これは 論理積(AND) の演算結果と同じです。したがって、X=A AND BX = A \text{ AND } B となります。
  • 和 YY: AA と BB の値が異なるときに 1 となります。これは 排他的論理和(XOR) の演算結果と同じです。したがって、Y=A XOR BY = A \text{ XOR } B となります。

回路図の記号は以下の意味を持ちます。

  • Dの形をした記号:ANDゲート(論理積)
  • 盾のような形に線が1本追加された記号:XORゲート(排他的論理和)

出力 XX が AND ゲート、出力 YY が XOR ゲートとなっている回路図は ア です(このような回路を半加算器と呼びます)。

各選択肢の解説

  • イ: 出力 XX が OR ゲート(論理和)、出力 YY が XOR ゲートになっています。A=1,B=0A=1, B=0 のときなどに X=1X=1 となってしまうため誤りです。
  • ウ: 出力 XX が OR ゲート、出力 YY が AND ゲートになっています。和と桁上がりの論理演算としてどちらも誤っています。
  • エ: 出力 XX が AND ゲート、出力 YY が OR ゲート(論理和)になっています。A=1,B=1A=1, B=1 のときに Y=1Y=1 となってしまうため誤りです。

Spineチーム