基本情報技術者 2012年 秋期 午前（科目A） 問23

二つの安定状態をもつ順序回路はどれか。【午前2 解説】

要点まとめ

• 結論：二つの安定状態を持ち1ビットを保持できる回路はフリップフロップであり、選択肢はエです。
• 根拠：フリップフロップはビステーブル（2安定状態）素子で入力により0/1を保持する順序回路の基本要素だからです。
• 差がつくポイント：組合せ回路と順序回路の違い（状態を持つか否か）を押さえ、コンデンサと混同しないことが重要です。

正解の理由

よくある誤解

• NANDゲートが単体で状態を持つと考える誤り：単体のNANDは組合せ回路であり出力は入力に即応するため「安定状態を保持する」ものではありません。
• コンデンサは電荷を保持するため「状態を持つ」と捉える誤り：電荷は物理的に保持しますが、論理的に定義された2つの安定状態（0/1）を保証する順序回路とは区別されます。
• 加算器を順序回路と混同する誤り：通常の加算器は入力のみで出力が決まる組合せ回路で、内部に状態を持たない設計が一般的です。

解法ステップ

1. 問題文の条件（「二つの安定状態をもつ」）を正確に把握する。
2. 各選択肢が「順序回路（状態を持つ）」か「組合せ回路／素子か」を分類する。
3. 「状態を保持する」動作を持つのはフリップフロップのみであると判断する。
4. よって正解はエと決定する。

選択肢別の誤答解説

• ア: NANDゲート
  単体のNANDは組合せ論理素子であり、入力の組合せに応じて即時に出力が決まる。フィードバックを与えるとラッチ／フリップフロップを構成できるが、単体では「2安定状態を持つ順序回路」ではない。
• イ: 加算器
  半加算器や全加算器は入力に依存して出力が決まる組合せ回路で、内部に永続的に状態を保持する機能は通常持たない。したがって該当しない。
• ウ: コンデンサ
  電荷を蓄える素子でありアナログ的に電圧を保持するが、論理的な2安定状態を保証する順序回路素子とは性質が異なる。時間経過や漏れで変化し、デジタル「記憶素子」としての定義とは別物である。
• エ: フリップフロップ
  2安定状態を持ち1ビットの情報を保持・更新する順序回路素子。D, JK, SRなどの種別があり、問題文の条件に合致するため正解。

補足コラム

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