3.論理回路図の単純化



3.論理回路図の単純化
 (ろんりかいろず の たんじゅんか)



3.1 論理回路を考えやすくするために
3.2 回路記号の単純化








3.1 論理回路を考えやすくするために



今まで、電磁石を使ったスイッチ(リレー)で論理回路を表現しましたが、

これで作ったコンピュータを「
リレー計算機」と呼びます。


しかし、複雑な論理回路であるコンピュータを、

リレーで作るとなると、かなり大きくなってしまいます。


現在のコンピュータは、このスイッチを半導体で作っています。

形は違いますが、
MOS集積回路(「もす しゅうせき かいろ」と読む)は、

原理的にはスイッチによる論理回路とまったく同じです。


今までは、動作のしくみを理解するために、

線の結び方や磁石の位置も分かる記号を使ってきました。


しかし、同じ動作をするのに、内部のしくみが違うというだけで、

回路図の形が違うのは困りものです。


テレビを見ようとするたとえを使ってみましょう。

内部のしくみが分からなくても、

テレビの操作方法さえ分かればテレビを見ることができます。


同じように、素子の中身がわからなくても、

素子がどんな動きをするのかさえ分かれば、

論理回路を考えることができます。


それでは、これまでの記号を単純化してみましょう。





3.2 回路記号の単純化



図2-6で示した図を、再び登場させました。

これらの回路図を観察してみましょう。



       (a) AND回路


        (b) OR回路


        (c) NOT回路


まず、どの部分にも電源(乾電池と抵抗)が、必ず一組だけ入っています。

これは、あたりまえのこととして省略しましょう。


次に、入力側も出力側も、ひとつのオン/オフのデータに対して、

必ず2本線が出ています。


必ず2本だと分かっているのなら、これを1本線で済ませてしまいましょう。


ハッチング部分は内部の構造を示しています。

電磁石を使ったスイッチ(リレー)による構造です。

これを半導体で構成すると別の図の形になります。


そこで、ハッチング部分、すなわち内部のしくみを表している部分は

忘れてしまうことにして、それぞれの働きを記号化することにします。


スイッチを入力、豆電球を出力にしましたが、

これらも別の形で実現しても構いません。


スイッチの替わりに温度を感知するセンサー、

豆電球の替わりに発光ダイオードなど、別のものを使っても構いません。


ただし、入力元や出力先は識別する必要がありますので、

それらを文字で表現します。


          図3-1 AND/OR/NOTの記号


同じように、NOR、NANDについても記号化したものを図3-2に示します。

なお、素子の上に書いている「AND」、「OR」、「NOR」、「NAND」などは、
ふつうは書きません。

         図3-2 NOR/NANDの記号


これまでに出てきた例を、以上の記号で描いてみましょう。

きっと、単純に表現できていることがわかるはずです。


       図3-3 単純化された記号で論理回路を描く





第1編 コンピュータの原理

1. コンピュータは計算機

2.コンピュータに必要な機能

第2編 論理回路の話

1.豆電球による論理回路

2.スイッチによる論理回路

3.論理回路図の単純化

第3編 コンピュータの回路

1.加算回路と減算回路

2.記憶回路

3.順序回路


途中から,はじめるには
上の下線部をクリックします。