令和5年度技術士第一次試験:I 基礎科目:I-2-5

令和5年度第一次試験問題
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問題

(出典:日本技術士会のホームページ 過去問題(第一次試験) 基礎科目 令和5年度)

コーチング対話解答

ツトムさん

これは論理演算の問題ですね。
式にカッコが多くて、丁寧に計算しないといけないですね。

マナブ先生

まず、排他的論理和とはどのようなものですか?

ツトムさん

排他的論理和は、XORとも言い、
いずれか一方のみが「真」の時に「真」、
両方「真」や両方「偽」の時は「偽」
になる演算です。

問題の事例では
1010 ⊕ 0110 = 1100
となっていて、頭の数字の計算が1+0=1になっていますので、
「1」が真で、「0」が偽になりますから、
ベン図や真理値表で表すと、以下のようになります。

マナブ先生

いいですね。
それでは論理積はどうですか?。

技術士コーチング リフレッシュ
ツトムさん

論理積は、ANDとも言い、
いずれも「真」の時に「真」、
それ以外は「偽」
となる演算です。

先ほどと同様の説明は、以下のようになります。

マナブ先生

それでは、計算していってください。

ツトムさん

まず、一番内側のカッコの部分を計算します。

A01011101
B10101101
A ⊕ B11110000
ツトムさん

次にそのカッコの外側までの計算をします。

A ⊕ B11110000
B10101101
( A ⊕ B ) ⊕ B01011101
ツトムさん

その外側の計算をします。

( A ⊕ B ) ⊕ B01011101
A01011101
(( A ⊕ B ) ⊕ B ) ⊕ A00000000
ツトムさん

あれっ、全部0になりましたね。
次の計算をします。

(( A ⊕ B ) ⊕ B ) ⊕ A00000000
A01011101
((( A ⊕ B ) ⊕ B ) ⊕ A )・A00000000
ツトムさん

全部0なので、答えは➀ ですね。

マナブ先生

正解です。
それでは論理演算の性質を考えてみましょう。
排他的論理和の性質は以下です。

排他的論理和の性質

1.X ⊕ Y = Y ⊕ X           ・・・交換律

2.( X ⊕ Y ) ⊕ Z = X ⊕ ( Y  ⊕ Z )    ・・・結合律

3.X ・ ( Y  ⊕ Z ) = ( X ・ Y ) ⊕ ( X ・ Z ) ・・・分配律

4.X ⊕ X = 0              ・・・自己消去

5.X ⊕ 0 = X

マナブ先生

これらの公式を使うとどのように変形できますか?

ツトムさん

変形をしていきます。
  (((A⊕B)⊕B)⊕A)・A
  =(((A⊕(B⊕B))⊕A)・A (2番目の式から)
  =((A⊕0)⊕A)・A   (4番目の式から)
  =(A⊕+A)・A      (5番目の式から)
  =0・A        (4番目の式から)
となります。
論理積は片方が0ですと、0になりますので、
結局、全て0になりますね。

Technolog Coaching refresh
マナブ先生

良くできました。
ツトムさんが最初にやったように、
丁寧に1つずつ計算していってもいいですが、
論理演算の公式を知っていれば、
その公式で与えられた式を簡単にしてから、
値を入れていってもいいです。

ツトムさん

今回の問題では値を入れるまでもなく、
答えが求まりますけどね。

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