【IT基礎】論理回路(AND/OR/NOT)とは?「カレーとライス」で覚えるベン図

ITパスポートや基本情報技術者試験の最初の難関、それが「論理回路」です。
「入力Aが1で、入力Bが0のとき、出力は…」といった問題を見て、拒絶反応を起こしていませんか?

実はこれ、コンピュータの計算の基礎となる重要な考え方なのですが、数字で考えるから難しく感じるのです。
この記事では、3つの基本回路(AND、OR、NOT)を、「わがままなレストランの注文」に例えて解説します。

ベン図や真理値表も、この例えなら暗記不要で解けるようになります!

1. AND回路(論理積)=「カレーかつライス」

まずは基本の「AND(アンド)回路」です。
日本語では「論理積(ろんりせき)」と呼びます。

イメージ:カレーライスセット

店員さんが「カレー【かつ】ライスが揃ったら、提供する(1)」というルールで動いています。

  • カレーがある(1)、ライスもある(1)→ 提供する(1)
  • カレーがある(1)、ライスがない(0)→ 提供しない(0)
  • カレーがない(0)、ライスがある(1)→ 提供しない(0)
  • どっちもない(0)→ 論外(0)

つまり、「両方の条件が揃ったときだけOK(1)になる」のがAND回路です。
一つでもダメなら結果はダメ(0)になります。
ベン図で描くと、2つの円が重なっている「真ん中の部分」だけが塗りつぶされます。

2. OR回路(論理和)=「洋食または和食」

次は「OR(オア)回路」です。
日本語では「論理和(ろんりわ)」と呼びます。

イメージ:ランチバイキング

お客さんが「洋食【または】和食があれば、満足する(1)」というルールです。

  • 洋食がある(1)、和食はない(0)→ 満足(1)
  • 洋食はない(0)、和食がある(1)→ 満足(1)
  • 洋食もある(1)、和食もある(1)→ 超満足(1)
  • どっちもない(0)→ 怒る(0)

つまり、「どっちか片方でもあればOK(1)になる」のがOR回路です。
もちろん両方あってもOKです。
ベン図で描くと、2つの円全体(ひょうたん型)が塗りつぶされます。

3. NOT回路(否定)=「天邪鬼な注文」

最後は「NOT(ノット)回路」です。
日本語では「否定(ひてい)」と呼びます。

イメージ:パクチー抜き注文

この店員さんは天邪鬼(あまのじゃく)で、「言われたことと逆のことをする」回路です。

  • パクチー入れて(1)→ 入れない(0)
  • パクチー入れないで(0)→ 入れる(1)

入力が1なら出力は0。入力が0なら出力は1。
ただひっくり返すだけのシンプルな回路です。

4. 試験によく出る「XOR(排他的論理和)」

さて、ここからが試験の頻出ポイントです。
基本の3つを組み合わせた応用回路の中に、「XOR(エックスオア)」というものがあります。

正式名称は「排他的論理和(はいたてき・ろんりわ)」です。
名前が怖いですが、これも例え話で一発です。

イメージ:結婚相手選び

「お金持ち(A)」と「イケメン(B)」、どっちか片方だけなら許せるけど、「両方持ってるやつは嫉妬するからNG!」というねじ曲がった性格の回路です。

  • 金持ち(1)、イケメンじゃない(0)→ 好き(1)
  • 金持ちじゃない(0)、イケメン(1)→ 好き(1)
  • 金持ち(1)、イケメン(1)→ 嫉妬して嫌い(0)!
  • どっちもない(0)→ 興味ない(0)

OR回路と似ていますが、「両方1のときは0になる」という点だけが違います。
「自分と同じ(1と1、0と0)なら0」「自分と違う(1と0)なら1」とも覚えられます。

5. 真理値表(しんりちひょう)の書き方

試験では、以下のような「真理値表」の穴埋め問題が出ます。

入力A 入力B AND OR
0 0 0 0
0 1 0 1
1 0 0 1
1 1 1 1

丸暗記する必要はありません。
試験中に迷ったら、「AとB、両方あるときだけOKなのがAND(カレーセット)」「どっちかあればOKなのがOR(ランチ)」と心の中でつぶやいてください。
それだけで表が埋まります。

まとめ

  • AND(かつ):両方1なら1。厳しい条件。
  • OR(または):どっちか1なら1。甘い条件。
  • NOT(否定):逆になる。天邪鬼。
  • XOR(排他):揃ったらダメ。嫉妬深い。

コンピュータの中にあるCPUも、実はこの小さな回路を何億個も組み合わせることで、「足し算」や「記憶」といった複雑な処理を実現しているのです。
ミクロな視点で見れば、コンピュータも意外と単純なルールで動いているんですね。

コメントを残す

メールアドレスが公開されることはありません。 が付いている欄は必須項目です