論理演算①「論理積」「論理和」「否定」

学習の目的

  • 論理演算の基本である、「論理積」「論理和」「否定」の三つを理解する

論理演算の基本を学びましょう。

ここからは、「真」と「1」、「偽」と「0」は同じだと考えてください。

論理積(AND・かつ)

論理積とは、2つの入力値(真か偽)を受け取り、両方が「真」の時に出力が「真」になる演算です。

2つのうち1つでも「偽」があれば、結果は「偽」になります。

2つの入力をAとBとした時、「A AND B」や「A かつ B」と表現します。出力は1つの値です。

2つの入力値は、それぞれ真か偽、つまり1か0です。

この2つの0と1の組み合わせで演算をします。

2つの0と1の組み合わせは何パターンあるかわかりますか?

えっと、「0と0」、「0と1」、「1と0」、「1と1」の4種類かな?

2進数2桁と一緒ってことですね。

その通りですね。二人とも正解です。

では、論理積をいろんな記号で見てみましょう。

論理式 ベン図 真理値表 MIL(ミル)記号

お?みたことない図がたくさんだ。

それでは、各式や図の説明をします。

論理式

記述例

Y = A・B


論理演算を簡易な式で表現します。

論理積では「・」の記号を使い、AとBの論理積の出力がYであることを表します。

ベン図

記述例

ベン図は、円の中を入力の真と見立て、結果が真になる部分を塗りつぶしたものです。

例えば、論理積は両方の円が重なっている部分を塗りつぶします。

真理値表

記述例

真理値表は、入力の0と1の組み合わせの全パターンでの出力結果を表形式で表したものです。

ベン図とも関連があり、以下の図の通りに、該当する真の部分を塗りつぶしたものがベン図になります。

MIL(ミル)記号

記述例

その論理演算を行う電子回路を見立てた図です。

回路図を作成するときに使用します。

これらの図の見かたをふまえて、上へスクロールしてもう一度論理積の各図を確認しましょう。

論理積は真と真の時のみ、真になるってことか。

その通りです。例えば「基本情報技術者試験」には、「科目A」と「科目B」があり、その両方が60点以上でないと合格できません。

つまり「科目A ≧ 60」と「科目B ≧ 60」の両方が成立しなくてはいけないのと同じです。

片方だけではダメ、両方真じゃなきゃいけないってことか。

論理和(OR・または)

論理和とは、2つの入力値(真か偽)を受け取り、1つ以上が「真」の時に出力が「真」になる演算です。

2つとも「偽」の時に、結果は「偽」になります。

2つの入力をAとBとした時、「A OR B」や「A または B」と表現します。

「または」だからどちらでもいいのかな?

どちらでもいいから「または」なんじゃないか?

深いね。

深いですね。

論理式 ベン図 真理値表 MIL(ミル)記号

論理和は、両方の円の中身が塗りつぶされているね。

ということは、論理積と違って、どちらかが真になっていたら、もう一方が偽でも構わないってことか。

例えば、テストの80点以上、またはお手伝いをしたらお小遣いがもらえる。

という条件があったとします。これは、得点が取れなくてもお手伝いすればいいし、得点が取れていればお手伝いをしなくても、お小遣いがもらえるという場合ですね。

どちらかが真なら、結果が真になるんですね。

もちろん、両方でもいいってことだね。

なるほど、その場合はお手伝いを頑張ればいいのか!!

テストの得点は取れない前提なんだ。

否定(NOT)

否定とは、1つの入力値(真か偽)を受け取り、その逆を出力します。

否定だけ入力が1つになります。

その入力の「真」と「偽」が逆になるんだね。

その通りです。

論理式 ベン図 真理値表 MIL(ミル)記号

否定の論理式は、頭に棒線を引きます。例えば、上の図では「Aバー」と読みましょう。

例えば、「宿題が完了した」が偽だとします。

つまり、宿題をやっていないことになりますね。

「怒られる」が真になるとか?

…。

そうですね。「宿題が完了した」を否定した結果が、「怒られる」に直結しますね。

また、これは「宿題を行う」ことで、「宿題が完了した」の条件が、偽から真に変わりますね。

そうか、真偽の状態を変えるときに否定が使えるんだ。

…。

(宿題、やってないんだね)

それでは用語を整理しましょう。

情 報 こ と ば キ ー ワ ー ド

論理積(AND・かつ)

2つの入力の両方「真」の時、結果が「真」になる論理演算。

論理和(OR・または)

2つの入力のうち、1つ以上が「真」の時、結果が「真」になる論理演算。

否定(NOT)

1つの入力した値の「真」と「偽」を逆転したものを出力。

Well done!

次のステップに進みましょう!

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