応用情報技術者 2021年 春期 午前2 問25

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【午前2 解説】

要点まとめ

• 結論：操作後の出力はX=1、Y=0となり、選択肢はウが正解です。
• 根拠：この回路はSRラッチの構成で、SとRの入力変化によりXとYが相互に反転しながら状態を保持します。
• 差がつくポイント：Sを0にしてから1に戻す操作で状態遷移を理解し、フィードバックの影響を正確に追えるかが鍵です。

正解の理由

1. Sを0にすると、上部ANDゲートの入力が0となりXの出力が変化します。
2. その結果、Xが1に変わり、YはXの値に依存して0に変わります。
3. Sを再び1に戻しても、X=1、Y=0の状態が保持されます。
   したがって、操作後のX, YはX=1、Y=0となり、選択肢ウが正解です。

よくある誤解

• S=R=1の状態を「不定」や「禁止状態」と誤解しやすいですが、この回路では保持状態として正常に機能します。
• フィードバックの影響を無視して、単純にANDゲートの入力だけで判断すると誤答につながります。

解法ステップ

1. 初期状態のX=0、Y=1を確認する。
2. Sを0に変更し、上部ANDゲートの入力を評価する。
3. フィードバックによりXの値が変化し、それに伴いYの値も変わることを理解する。
4. Sを再び1に戻した後の状態を保持状態として確認する。
5. 最終的なX, Yの値を選択肢と照合する。

選択肢別の誤答解説

• ア: X=0, Y=0
  → Y=0は正しいが、Xは変化して1になるため誤り。
• イ: X=0, Y=1
  → 初期状態のまま変化なしと誤認。Sの変化による状態遷移を見落としている。
• ウ: X=1, Y=0
  → 正解。Sの操作によりXが1、Yが0に変化し保持される。
• エ: X=1, Y=1
  → Y=1は初期状態のみで、Sの操作後はY=0になるため誤り。

補足コラム

• S=1, R=0 → 出力X=1（セット状態）
• S=0, R=1 → 出力X=0（リセット状態）
• S=1, R=1 → 出力は保持状態（前の状態を維持）
  この問題の回路はANDゲートとインバータを組み合わせたSRラッチの典型例で、フィードバックにより状態を記憶します。

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