   
       
      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 
      
       
       
       
      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
       
      
         
      
 
       
      
      
      
       
       
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