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基本情報技術者試験 · 学習ガイド

AND・ORと真理値表の逆算

AND・ORとは

AND・ORとは、二つ以上の条件を組み合わせる論理演算で、真理値表を使えば入力や出力を逆算できます。

入力00・01・10・11に対するANDとORの出力を比較し、エルくんが出力タイルを表にはめる図。
ANDは両方の入力が1、ORは少なくとも一方が1のときに出力が1です。出力だけでは入力が一通りに決まらない場合があります。

二つの条件の両方が必要なのか、どちらか一つでよいのかで結果が変わります。論理演算では、まず0と1の全組合せを表にして確かめます。

基本の仕組み

基本の仕組みの図解。中央にA・B・ORの表を置き、上から「0・0・0」「0・1・1」「1・0・1」「1・1・1」の順に並べる。左の条件「A=0」「OR=1」から表へ矢印を引き、両方に合う2行目だけを枠で残して、右に「B=1」を示す。
覚えること:A=0かつOR=1ならB=1

入力(A,B)が(0,0)、(0,1)、(1,0)、(1,1)の順なら、ANDの出力は0、0、0、1、ORの出力は0、1、1、1です。ANDは両方が1のときだけ1、ORは少なくとも一方が1なら1になります。

出力から未知の入力を逆算する場合も、同じ表を使います。A=0でA OR B=1ならB=1です。A=1でA AND B=0ならB=0です。既知の入力と出力の両方に合う行だけを残します。

いつでも未知の値が一つに決まるわけではありません。A=0でA AND B=0なら、Bは0でも1でも成立します。また、ORを「どちらか一方だけ」と覚えると、両方が1の行を間違えます。それはXORとの混同です。

演算の比較とド・モルガンの法則

演算の比較とド・モルガンの法則の図解。中央の縦仕切りを挟み、左に「not (A and B)」、右に「(not A) or (not B)」を置き、左から右への矢印で等価な変形を示す。右側ではAとBそれぞれの前のnotと、ANDから入れ替わったORを強調する。
覚えること:否定をA・Bへ配るとANDはOR

ANDは両方真、ORは少なくとも一方が真、XORは異なるとき真、NANDはANDの否定です。論理式が等価かを確かめるときは、入力の全組合せの出力を比較します。

否定をかっこの中へ配るときは、ド・モルガンの法則でANDとORも入れ替えます。not (A and B) は (not A) or (not B)、not (A or B) は (not A) and (not B) と等しくなります。

演算の比較とド・モルガンの法則
演算1となる条件
AND両方1
OR少なくとも一方1
XOR二つが異なる
NAND両方1以外

試験に出る

  • ANDは両方1のときだけ1、ORは一方が1なら1という違い。
  • 真理値表から未知の入力を逆算する手順。
  • 出力が同じでも入力が確定しない場合があること。
  • ORを「どちらか一方だけ」と覚えるとXORと混同すること。
  • 入力と出力の両方に合う行だけを残す考え方。

重要な言葉

真理値表
入力の全組合せと出力を並べた表。
AND
両方の入力が1のときだけ1になる論理演算。
OR
少なくとも一方の入力が1なら1になる論理演算。
XOR
二つの入力が異なるとき1になる論理演算。

確認問題

確かめようA=1でA OR B=1ならBを確定できる?

できません。Bが0でも1でも出力が1になるからです。

ANDは、少なくとも一方の入力が1なら1になる。

A=0でA AND B=0のとき、Bは0でも1でも成立する。

A=0でA OR B=1のとき、Bは?

「どちらか一方だけが1のとき1」となる論理演算は?

二つの条件の両方が必要なのか、どちらか一つでよいのかで結果が変わります。では、まず0と1のを表にして確かめます。

入力(A,B)が(0,0)、(0,1)、(1,0)、(1,1)の順なら、の出力は0、0、0、1、の出力は0、1、1、1です。ANDは両方が1のときだけ1、ORは少なくとも一方が1なら1になります。

出力から未知の入力をする場合も、同じ表を使います。A=0でA OR B=1ならB=1です。A=1でA AND B=0ならB=0です。と出力の両方に合う行だけを残します。

いつでも未知の値が一つに決まるわけではありません。A=0でA AND B=0なら、Bは0でも1でも成立します。また、ORを「どちらか一方だけ」と覚えると、両方が1の行を間違えます。それはとのです。

出典・参考資料

試験の公式案内と、この記事の参考にした学習資料です。

編集:Pinternet Works · 更新日:

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