令和4年度 秋期 プロジェクトマネージャ試験 データベーススペシャリスト試験 エンベデッドシステムスペシャリスト試験 システム監査技術者試験 情報処理安全確保支援士試験 午前 I 問題 【共通】 問1

A,B,C,D 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,・は論理積,+は論理和,Xˉ\bar{\text{X}} は X 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\bar{\text{A}}・Bˉ\bar{\text{B}}・Dˉ\bar{\text{D}} + B・D

カルノー図とは

カルノー図は、論理式を視覚的に簡単化するための表です。表の中で値が「1」となっている隣接するセルをグループ化(2個、4個、8個など)し、変化している変数を消去することで、論理式を最小化できます。なお、カルノー図の上下の端や左右の端も隣接しているとみなします。

正解の根拠

与えられたカルノー図で値が「1」になっているセルを確認し、グループ化します。

  1. 4マスのグループ
    行が AB=01 と AB=11、列が CD=01 と CD=11 にある4つの「1」をグループ化します。
    このグループでは、Aの値(0と1)とCの値(0と1)が変化していますが、Bの値は「1」、Dの値は「1」で固定されています。したがって、このグループが表す論理式は B・D です。

  2. 2マスのグループ
    行が AB=00 で、列が CD=00 と CD=10 にある2つの「1」をグループ化します(左右の端は隣接しています)。
    このグループでは、Cの値(0と1)が変化していますが、Aの値は「0」、Bの値は「0」、Dの値は「0」で固定されています。したがって、このグループが表す論理式は A‾\overline{\text{A}}・B‾\overline{\text{B}}・D‾\overline{\text{D}} です。

これら2つのグループの論理和をとると、A‾\overline{\text{A}}・B‾\overline{\text{B}}・D‾\overline{\text{D}} + B・D となります。

各選択肢の解説

  • ア: A・B・C‾\overline{\text{C}}・D + B‾\overline{\text{B}}・D‾\overline{\text{D}} が表す「1」の条件には、B=0 かつ D=0 となる AB=10、CD=00 のセルなどが含まれますが、カルノー図のその位置は「0」であるため誤りです。

  • イ: A‾\overline{\text{A}}・B‾\overline{\text{B}}・C‾\overline{\text{C}}・D‾\overline{\text{D}} + B・D は、表の中で「1」となっている AB=00、CD=10 のセルを含まないため誤りです。

  • ウ: A・B・D + B‾\overline{\text{B}}・D‾\overline{\text{D}} が表す「1」の条件には、B=0 かつ D=0 となる AB=10、CD=00 のセルなどが含まれますが、カルノー図のその位置は「0」であるため誤りです。

  • エ: 正解です。カルノー図の「1」の配置を正しく簡単化した論理式 A‾\overline{\text{A}}・B‾\overline{\text{B}}・D‾\overline{\text{D}} + B・D を表しています。

Spineチーム