基本情報技術者

問6

基本情報技術者試験過去問 令和8年度(2026年)科目A問6

図の回路のA及びBに信号を入力したときに,Yに出力される信号のタイミングチャートとして,適切なものはどれか。

選択肢

正解と解き方・学習ポイント(AI解説)

正解:
あなたの回答:未回答

図の回路は全てNANDゲートで構成されています。左の2つのNANDは入力がそれぞれ同一信号で束ねられているため、NOT(A)、NOT(B)として動作します。中央はNOT(A)とNOT(B)のNANDなのでA OR Bになります。右端は入力を束ねたNANDなので中央出力を反転し、Y = NOT(A OR B) = NOT(A) AND NOT(B)です。この条件に合うタイミングチャートは「イ」です。

不正解

Yが、AまたはBが1の区間で必ず0になる形になっていません。Y = NOT(A OR B)の条件と一致しません。

正解

AまたはBが1の区間でYが0になり、AもBも0の区間でYが1になっています。Y = NOT(A OR B) = NOT(A) AND NOT(B)と一致します。

不正解

AまたはBが1の区間でもYが1になっている箇所があり、Y = NOT(A OR B)の条件と一致しません。

不正解

AまたはBが1の区間でYが0にならない箇所があり、Y = NOT(A OR B)の条件と一致しません。

Point

この問題は、NANDゲートの基本性質(同一信号を2入力に入れるとNOTになる)と、段ごとに論理式へ置き換える手順を使って、最終的な論理式とタイミングチャートを対応付けて判断できるかを確認することを目的としています。

解くために必要な知識

この問題を解くには、NAND回路と反転の等価関係、ド・モルガンの法則、タイミングチャートの読み方が必要です。

用語の整理

用語名 意味
NAND回路(否定論理積) ANDの結果を反転した回路です。入力が全て1のときだけ出力が0になり、それ以外は1になります。
反転(NOT) 0を1に、1を0に変える論理演算です。
ド・モルガンの法則 NOT(X AND Y) = (NOT X) OR (NOT Y)、NOT(X OR Y) = (NOT X) AND (NOT Y) が成り立つ法則です。
タイミングチャート 信号が時間とともに0、1へ変化する様子を示した図です。

図表の読み取り方

NANDの見分け方

  • AND形のゲートで出力に小さな丸が付く場合は、出力が反転されているためNANDです。

同じ信号を2入力に入れる意味

  • NAND回路に同じ信号Xを2つ入れると、NOT(X AND X) = NOT X となり、反転器(NOT)として動作します。

解くための手順

手順1:段階的に論理式へ変換する

  • 左の2段で NOT A、NOT B を作る。

  • 中央でそれらをNANDして A OR B を得る。

  • 右端でそれを反転して Y = NOT(A OR B) を得る。

手順2:Yが1になる入力条件を決める

  • Y = (NOT A) AND (NOT B) なので、A=0かつB=0のときだけY=1です。

手順3:タイミングチャートから該当区間を探す

  • AとBが同時に0の区間に対応してYが1になっている選択肢を選びます。

問題の解法手順

図表の読み取り

ゲート記号の確認

  • AND形で出力に小さな丸が付く記号は、NAND(ANDの否定)です。

左側2つのゲート

左の上段と下段は、どちらも入力が1本だけでNANDになっています。

  • NANDは NOT(入力1 AND 入力1) なので、結果はNOT(入力)と同じです。

  • よって、上段は NOT A、下段は NOT B を出力します。

中央のゲート

中央はNANDなので、入力がNOT AとNOT BのNANDです。

  • 出力 = NOT((NOT A) AND (NOT B))

  • ド・モルガンの法則より、NOT((NOT A) AND (NOT B)) = A OR B

右端のゲート

右端もNANDですが、入力が同じ信号1本(中央出力)が2入力に分岐しています。

  • NAND(入力, 入力) = NOT(入力)

  • よって、Y = NOT(A OR B)

  • さらに、NOT(A OR B) = (NOT A) AND (NOT B)

解く手順

1. 回路を論理式にする

  • Y = (NOT A) AND (NOT B)

2. 各時間帯でA、Bを読み取る

  • タイミングチャートの各区間でAとBが0か1かを確認します。

3. Yが1になる条件で判定する

  • Yが1になるのは、A=0かつB=0の区間だけです。

  •  

選択肢ごとの解説

不正解

Yが、AまたはBが1の区間で必ず0になる形になっていません。Y = NOT(A OR B)の条件と一致しません。

正解

AまたはBが1の区間でYが0になり、AもBも0の区間でYが1になっています。Y = NOT(A OR B) = NOT(A) AND NOT(B)と一致します。

不正解

AまたはBが1の区間でもYが1になっている箇所があり、Y = NOT(A OR B)の条件と一致しません。

不正解

AまたはBが1の区間でYが0にならない箇所があり、Y = NOT(A OR B)の条件と一致しません。

まとめ

図の回路は全てNANDゲートで構成されています。左の2つのNANDは入力がそれぞれ同一信号で束ねられているため、NOT(A)、NOT(B)として動作します。中央はNOT(A)とNOT(B)のNANDなのでA OR Bになります。右端は入力を束ねたNANDなので中央出力を反転し、Y = NOT(A OR B) = NOT(A) AND NOT(B)です。この条件に合うタイミングチャートは「イ」です。

順次、単語を追加予定です。もうしばらくお待ちください。