令和5年度 秋期 午前 問22
ハードウェア
論理回路に関する問題
図の論理回路において，S＝1，R＝1，X＝0，Y＝1 のとき，S を一旦 0 にした後，再び 1 に戻した。この操作を行った後の X，Y の値はどれか。
〔論理回路〕
上段 … S と，下段の出力 Y を 2 入力とする AND の後ろに否定（○付きの三角）
⇒ その出力が X
下段 … R と，上段の出力 X を 2 入力とする AND の後ろに否定
⇒ その出力が Y
2 本の帰還線は交差している（X は下段の入力へ，Y は上段の入力へ）
S ──┤AND├──▷○──┬── X
│ │
└──── 交差 ──┤
┌────────────┘
R ──┤AND├──▷○──┬── Y- アX＝0，Y＝0
- イX＝0，Y＝1
- ウX＝1，Y＝0
- エX＝1，Y＝1
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✓ これが正解ウX＝1，Y＝0
解説
一瞬の 0 が記憶として居座る回路です。
設問は、二つの素子の出力が互いの入力へ入るように交差させた論理回路について、S を一旦 0 にしてから再び 1 に戻した後の X と Y の値を問うています。まず素子の読み替えが必要です。論理積の出力に丸印が付いているので、二つ合わせると、論理積の結果を反転して返す素子になります。つまり X は S と Y の論理積を反転した値、Y は R と X の論理積を反転した値です。はじめの状態は S＝1、R＝1、X＝0、Y＝1 で、式に入れるとつじつまが合います。ここで S を 0 にすると、Y の値によらず X は 1 になり、その X が下段へ回るので Y は 0 になります。続いて S を 1 に戻しても、Y が 0 のまま上段を押さえているので X は 1 のままで、Y も 0 のままです。よって操作の後の値は X＝1、Y＝0 です。入力を戻しても出力が元へ戻らないところがこの回路の要になっています。
ほかの選択肢はなぜ違うのか
- アX＝0，Y＝0：二つの出力がそろって 0 になる組合せです。交差した帰還のはたらきにより、片方が 0 になれば、その 0 が相手側を必ず 1 へ押し上げるので、両方が同時に 0 で落ち着くことはありません。
- イX＝0，Y＝1：操作を始める前の値をそのまま並べたものです。加えた変化を元に戻したのだから結果も元どおりだ、と読むとここに行き着きますが、途中で与えた 0 のはたらきが帰還線を通じて居座り続けます。
- エX＝1，Y＝1：両方が 1 になるのは、S と R をともに 0 にしたときにだけ現れる特別な組合せです。この操作では R が 1 に据え置かれているので、下段の出力が 1 へ動く条件がそろいません。
出典：令和5年度 秋期 応用情報技術者試験 午前 問22
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