コンピュータ回路の真理値表を完全ガイド!初心者でもわかる基本と作り方
生徒
「先生、“真理値表(シンリチヒョウ)”っていう言葉を見たんですけど、どういう意味なんですか?」
先生
「真理値表は、論理回路(ロンリカイロ)の動きを整理して表にしたものです。どんな入力をしたときにどんな出力になるのかを、全部まとめた表なんですよ。」
生徒
「なるほど!つまり、回路がどう動くかを表にして見えるようにするってことですね?」
先生
「その通りです。では、これから真理値表の意味や作り方を、具体的に見ていきましょう。」
1. 真理値表(シンリチヒョウ)とは?
真理値表(シンリチヒョウ)とは、論理式(ロンリシキ)や論理回路(ロンリカイロ)のすべての入力と出力の関係を表にしたものです。コンピュータ(コンピュータ)の中では、情報は0(ゼロ)と1(イチ)で表されます。真理値表を使うことで、どの入力のときに出力が1になるのかを一目で確認できます。
例えば、AND(アンド)回路の場合、AとBの入力が両方1のときだけ出力Yが1になります。この動きを表にまとめたのが真理値表です。
2. AND(アンド)回路の真理値表の例
まずは一番基本的なAND(アンド)回路の真理値表を見てみましょう。
| A | B | Y = A ・ B |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 1 |
この表から、AとBの両方が1のときだけYが1になることがわかります。これがAND回路の特徴です。
3. OR(オア)回路の真理値表
次にOR(オア)回路の真理値表を見てみましょう。OR回路は、どちらか一方でも1なら出力が1になります。
| A | B | Y = A + B |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 1 |
OR回路は、AかBのどちらかが1なら出力Yも1になるという性質を持っています。条件を「または」でつなぐ考え方です。
4. NOT(ノット)回路の真理値表
NOT(ノット)回路は、入力を反転させる回路です。入力が0なら出力は1、入力が1なら出力は0になります。
| A | Y = A̅ |
|---|---|
| 0 | 1 |
| 1 | 0 |
このように、NOT回路は入力の「逆」を出力するのが特徴です。反転回路(ハンテンカイロ)とも呼ばれます。
5. 複合回路の真理値表
AND・OR・NOTを組み合わせると、より複雑な論理回路が作れます。例えば、次の論理式を考えてみましょう。
Y = (A + B) ・ C
この式は、「AまたはBが1で、かつCが1のときにYが1になる」という意味です。真理値表で整理すると、次のようになります。
| A | B | C | Y = (A + B) ・ C |
|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 0 | 1 | 0 |
| 0 | 1 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 1 | 1 |
| 1 | 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 1 | 1 |
この表を見ると、AまたはBが1で、さらにCも1のときにYが1になっていることがわかります。真理値表を使うと、複雑な条件でも正確に動作を確認できます。
6. 真理値表の作り方のステップ
真理値表は、次の手順で作ると簡単です。
- 入力の変数(ヘンスウ)の数を決める(例:A、B、Cなど)。
- すべての入力の組み合わせを書き出す。入力が2つなら4通り、3つなら8通りになります。
- 論理式をもとに、それぞれの組み合わせで出力を計算する。
この流れを覚えておくと、どんな論理式でも真理値表を作れるようになります。
7. 真理値表と論理式の関係
真理値表と論理式は、セットで理解することが大切です。論理式を見れば回路の動きを予想でき、真理値表を見ればどんな式なのかを考えることができます。
つまり、論理式は“言葉”で表したもの、真理値表は“結果”を一覧にしたものといえます。両方を行き来できるようになると、コンピュータ回路(コンピュータカイロ)の理解が一気に深まります。
8. 真理値表を使うメリット
真理値表を使うと、次のようなメリットがあります。
- 入力の組み合わせをすべて確認できる。
- 回路の誤りを見つけやすくなる。
- 複雑な条件を整理して理解できる。
プログラミング(プログラミング)の条件分岐(ジョウケンブンキ)や、デジタル回路(デジタルカイロ)の設計にも応用できるため、真理値表の考え方はとても重要です。
9. 日常生活での例え
真理値表の考え方は、実は日常生活でも使われています。たとえば、「傘を持っている、または雨が降っていないなら濡れない」という条件を考えてみましょう。
濡れない = 傘 + 雨̅
このように、条件を0と1で整理すると、論理回路のようにスッキリ理解できます。真理値表は、日常の「もし〜なら」という考えを機械的に整理したものなのです。
10. 真理値表を理解すれば回路が見える
真理値表は、論理式を“見える化”するための最強のツールです。どんな複雑な回路でも、真理値表を作れば正しく動作しているか確認できます。これが、コンピュータの基礎を理解するための大きな一歩になります。