【ろんりげーと】
論理ゲート（ロジックゲート） とは？
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💡 コンピュータの「最も基本的な計算パーツ」
入力を0と1として扱い、AND・OR・NOTなどの論理演算に従って出力を決める回路。組み合わせることで、加算器などのデジタル回路を作れる。0と1は論理値で、具体的な電圧の条件は回路による。
📌 このページのポイント
- AND・OR・NOTや、NAND・NOR・XOR・XNORなどがある
- 真理値表で、入力の組み合わせと出力の対応を確認する
- NANDだけ、またはNORだけでも任意の組合せ論理を構成できる
- 論理値の0・1と、実際の信号電圧や遅延は区別する
ひよこ ANDゲートってどういう動き？
ペンギン先生 2入力のANDは、両方が1のときだけ出力が1になる。片方でも0なら出力は0。「AさんもBさんも来たら会議を始める」という「かつ」の条件に似ているよ。ORは少なくとも片方が1なら1、NOTは0と1を反転するんだ。
ひよこ 7種類を全部別々に覚えるの？
ペンギン先生 まずAND・OR・NOTの真理値表を理解しよう。NANDはANDの出力を反転、NORはORの出力を反転したもの。2入力のXORは入力が違えば1、XNORは同じなら1だよ。入力の全パターンを表にすると、違いを確かめやすいんだ。
ひよこ XORって何に使うの？
ペンギン先生 ひよこ NANDが万能ゲートって？
ペンギン先生 NANDだけを組み合わせてNOT・AND・ORを作れ、それらから任意の組合せ論理を作れるという意味だよ。NORも同じ性質がある。記憶や状態を持つ回路の説明では、フィードバックなども考える。実際のCPUがすべてNANDだけで作られる、と言っているわけではないんだ。
ひよこ 1は1V、0は0Vということ？
ペンギン先生 違うよ。0・1は論理値で、入力をHighやLowとして扱える電圧範囲は部品や電源条件で決まる。たとえばTIのNAND部品にも入力電圧の規定がある。真理値表は論理の対応を示すもので、実際の遅延や電気的な接続条件までは表さないんだ。
まとめ：ざっくりこれだけ覚えればOK！
「論理ゲート」って出てきたら「0と1の入力から、論理演算で出力を決める回路」と思えばだいたいOK！
📖 おまけ：英語の意味
「Logic Gate」 ＝ 論理ゲート
💬 Logicは論理、Gateは門。門番というたとえは使えるけれど、単に電流を通す・止めるだけではなく、入力の組み合わせから論理値の出力を決める回路だよ。