令和4年度 秋期 応用情報技術者試験 午前 問2

AA, BB, CC, DDを論理変数とするとき, 次のカルノー図と等価な論理式はどれか。ここで, ⋅\cdotは論理積, ++は論理和, Xˉ\bar{X}はXXの否定を表す。

カルノー図
図の説明テキスト
AB \ CD 00 01 11 10
00 1 0 0 1
01 0 1 1 0
11 0 1 1 0
10 0 0 0 0
解答・解説

正解: エ. Aˉ⋅Bˉ⋅Dˉ+B⋅D\bar{A} \cdot \bar{B} \cdot \bar{D} + B \cdot D

本問は、与えられたカルノー図から等価な論理式を導き出す問題です。

正解の根拠
カルノー図において、隣接する「1」のセルを長方形でグループ化することで、論理式を簡略化できます。
正解となるエの論理式 Aˉ⋅Bˉ⋅Dˉ+B⋅D\bar{A} \cdot \bar{B} \cdot \bar{D} + B \cdot D は、カルノー図上で以下の2つのグループが形成されていることを示しています。

  • Aˉ⋅Bˉ⋅Dˉ\bar{A} \cdot \bar{B} \cdot \bar{D} のグループ: 変数 CC に依存しないセルのまとまり(AB=00 の行の CD=00 と CD=10。左右の端は隣接しています)。
  • B⋅DB \cdot D のグループ: 変数 AA と CC に依存しないセルのまとまり。

各選択肢の解説

  • ア: A⋅B⋅Cˉ⋅D+Bˉ⋅DˉA \cdot B \cdot \bar{C} \cdot D + \bar{B} \cdot \bar{D}
    グループ化の条件が正解のカルノー図のパターンと一致しません。
  • イ: Aˉ⋅Bˉ⋅Cˉ⋅Dˉ+B⋅D\bar{A} \cdot \bar{B} \cdot \bar{C} \cdot \bar{D} + B \cdot D
    第1項の Aˉ⋅Bˉ⋅Cˉ⋅Dˉ\bar{A} \cdot \bar{B} \cdot \bar{C} \cdot \bar{D} は AB=00、CD=00 の1マスだけを表しており、変数 CC を消去できていません。そのため、「1」である AB=00、CD=10 のセルを含まず、カルノー図と等価になりません。
  • ウ: A⋅B⋅D+Bˉ⋅DˉA \cdot B \cdot D + \bar{B} \cdot \bar{D}
    本問のカルノー図上の「1」の配置とは異なります。A⋅B⋅DA \cdot B \cdot D は A=1,B=1,D=1A=1, B=1, D=1 のまとまりを表しますが、正解の項と一致しません。
  • エ: Aˉ⋅Bˉ⋅Dˉ+B⋅D\bar{A} \cdot \bar{B} \cdot \bar{D} + B \cdot D
    正解です。カルノー図上の「1」のセルを適切に最大限グループ化し、論理式を簡略化した結果と一致します。

Spineチーム