論理ゲート記号と真理値表

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論理ゲート記号とは？

論理ゲートは、ブール関数を実行ための物理的な電子デバイスの理想的なモデルです。論理ゲートはまた、現在非常に便利なデジタル電子回路の構成要素と呼ばれています。論理回路デバイスは、コンピュータメモリやマルチプレクサ、論理演算装置などといったデバイスを含みます。

論理ゲート記号は、デジタル電子回路の構成要素と呼ばれ、現在非常に便利なので、それぞれのデジタル回路いずれもすべてに使われています。それらは通常ブール関数に依存しています。この記事にはこれらの論理ゲートについての他の多くの情報が記載されているので、注意して読んでください。

論理ゲート記号は、通常デジタル回路を作るのに使われる、論理ゲートのグラフィック表示です。論理ゲートの記をいくつか以下に示します。

Part 2: 論理ゲート記号の説明

2.1 標準的な論理ゲート記号

論理ゲート記号は、通常、論理ゲートのグラフィック表記法です。これらを使えば簡単にゲートを認識することができます。学校では、ゲート記号のうちの1種類、つまり伝統的記号しか学びません。しかし、以下に記載されている2種類の記号があります。

• 伝統的記号

これらは、標準的に使われる記号で、それらを簡単に認識する役に立つような、特色のあるダイアグラムが使われています。通常このタイプの記号は非常によく使われます。学校では、私たちはこれらの伝統的記号しか勉強しません。

• IECS記号

ここでは、IECSは 国際電気標準会議（IEC, International Electrotechnical Commission）の記号を意味しています。これらは長方形で、そのゲートの機能を示す記号が内側にあります。これらの記号のタイプは、理解するのは非常に難しいですが、より高度な目的のために使用されます。

2.2 以下は論理ゲート記号と真理値表

• NOTゲート

これは、ただ1つのインプットと1つのアウトプットのあるゲートのタイプです。このゲートはインバータとも呼ばれます。インプットが1のときアウトプットは0であり、インプットが0ならアウトプットは1であり、これがインバータと呼ばれる理由です。OUTPUT=NOT A

• ANDゲート

これは、2つかそれ以上のインプットと1つのアウトプットがあるゲートのタイプです。インプットが両方とも真のとき、そのアウトプットはONです。OUTPUT=A and B

• ORゲート

これは、2つかそれ以上のインプットがあり得る一方、アウトプットは1つでなければならないタイプです。少なくとも1つのインプットがONのとき、そのアウトプットはONです。OUTPUT=A OR B

• NANDゲート

このゲートは、NOTおよびANDゲートの2つの他のゲートのコンビネーションからできています。ここでは、すべてのセットはANDゲートと同様ですが、アウトプットはNOTゲートによって逆になります。ここでは、インプットが両方ともONのときアウトプットはOFFです。OUTPUT=NOT (A and B)

• NORゲート

このゲートもまた、他の2つのゲートがNOTとORゲートのコンビネーションからできています。このゲートでは、インプットが両方ともOFFのときアウトプットがONです。OUTPUT=NOT (A OR B)

2.3 デジタル論理ゲート真理値表の概要

真理値表は、論理ゲートの機能を示すために使用されます。インプットの状態のすべての可能なコンビネーションはそのアウトプットの状態を示します。インプットとアウトプットは、ON状態とOFF状態を意味する1と0の形式です。

以下の表は、上で説明されたすべての論理ゲートのインプットとアウトプットのサマリーを表しています。

ANDゲート

NANDゲート

ORゲート

NORゲート

NOTゲート

• NANDゲートに相当するもの

NANDゲートは、NOTゲートとANDゲートの2つの他のゲートからできています。ここでは、すべてのセットはANDゲートと同様ですが、アウトプットはNOTゲートによって逆になります。ここで、インプットが両方ともONのときアウトプットはOFFです。OUTPUT=NOT (A and B)

このゲートは、インプットが逆になったORゲートに相当します。このゲートから、NOTゲート、ANDゲート、ORゲート、その他のゲートなど、他のあらゆるゲートを作ることができます。以下の図は、他のゲートを使ったNANDゲートのコンビネーションを示しています。

• 1つのNANDゲートを使ったNOTゲート

NANDゲートを使ってNOTゲートを簡単に作ることができます。NANDゲートのインプットをただつなげるだけで、それはNOTゲートのように機能します。そうすれば、簡単に、NOTゲートは1つのNANDゲートからできていると言うことができます。

• 2つのNANDゲートのコンビネーションを使ったANDゲート

私たちはまた、このNANDゲートを使ってANDゲートを作ることができますが、図に示されるように、ここではそれら2つを使わなければなりません。そうすれば、簡単に、ANDゲートは2つのNANDゲートのジョイントからできていると言うことができます。

• 3つのNANDゲートのコンビネーションを使ったORゲート

また、このNANDゲートを使ってORゲートを作ることもできますが、ここでは、図に示されるように、それを3つ使わなければなりません。そうすれば、簡単に、ORゲートは3つのNANDゲートからできていると言うことができます。

• 4つのNANDゲートのコンビネーションを使ったNORゲート

また、このNANDゲートを使ってNORゲートを作ることもできますが、ここでは、図に示されるように、それを4つ使わなければなりません。そうすれば、簡単に、NORゲートは4つのNANDゲートからできていると言うことができます。

Part 3: 論理ゲート記号を使うためのコツ

もし回路図を作図したいならそのために記号が必要なので、論理ゲートの記号とその他の電子要素を見つけるためにEdrawMaxを使わなければなりません。

3.1 プロフェッショナル回路図ツールを使う

EdrawMaxを使い、ただシンプルに記号ライブラリをクリックして、必要な記号をそこで選ぶだけで、素早く論理ゲートの記号を見つけることができます。抵抗、キャパシタ、インダクタ、論理ゲートなど、回路図を作図するのに必要なほとんどすべての記号を手に入れることができます。また、以下の画像に従って、これについてより多くの情報を得ることもできます。

3.2 自分で記号を作る

もし欲しい記号をこのEdrawMaxの記号ライブラリで手に入れることができなければ、ライブラリにその記号をインポートすることもできます。

回路図を描かなければならず、必要な記号がなかったと考えてみてください。その記号のファイルをインポートすることもできます。また、EdrawMaxで簡単に記号を作ることもできます。

Part 4: 論理ゲートについての他の質問

論理ゲートとその記号についてすべての情報を提供しました。しかし、それについてたくさんの疑問があることを知っているので、役に立つかもしれないいくつかの質問をリストにしました。

Q1: なぜそれらをゲートと呼ぶのか？

それらは、インプットにおいて1か0で論理演算を行い、アウトプットにおいてビットを与えることを意味するブール関数を実行するデバイスです。それらはまた、デジタル回路の構成要素と呼ばれます。

Q2: どこで論理ゲートを使うか？

私たちがすでに議論したように、論理ゲートは、デジタルシステムと回路の構成要素です。それで、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、電気及び電子工学のプロジェクト、そして組み込み型アプリケーションといったデジタル回路を作るのに論理ゲートが使われます。

Q3: ゲートはいくつのインプットシグナルを扱えるのか？

わかっているように、NOT、OR、AND、NAND、ORの6種類のゲートがあります。NOTゲートには、1と0の2つの可能性のあるインプットが1つしかありませんが、AND、OR、NOR、そしてNANDといった他のゲートにおいては、1と0の4種類のペアの可能性がある2つのインプットがあります。

Part 5: まとめ

そのようなわけで、上記の情報から、論理ゲートとその記号についてのすべての情報が得られました。また、論理ゲートとその真理値表の機能についても説明しました。

もし論理ゲート記号を使いたいなら、素早くこれらの記号を手に入れることができるEdrawMaxがベストのソフトウェアです。テンプレートコミュニティでもっとたくさんの回路図の例を見つけてください。