論理ゲート
論理ゲートは基本的な論理演算を実行し、デジタル回路の構成要素として機能します。 ほとんどの論理ゲートは、1つまたは2つの二進値（0または1）を入力として受け取り、単一の二進出力を生成します。 基本的な回路には少数の論理ゲートしか含まれませんが、マイクロプロセッサなどの複雑な回路には数百万個含まれる場合があります。
論理ゲートには主に8種類あり、それぞれ特定のブール関数を持っています。 論理ゲート図で使われるそれらの名前と記号を以下に示します。
以下の表では、各論理ゲートの機能を、入力と出力の例とともに説明します。
| ゲート | 説明 | 例 （A、B → 出力） |
|---|---|---|
| AND | AとBの両方がTrueの場合にTrue | (1,1 → 1) ; (0,1 → 0) |
| NAND | ANDの後にNOTを実行（AとBの両方がTrueの場合のみFalse） | (1,1 → 0) |
| OR | AまたはBのいずれかがTrueの場合にTrue | (1,0 → 1) ; (0,0 → 0) |
| NOR | ORの後にNOTを実行（AとBの両方がFalseの場合のみTrue | (0,0 → 1) |
| Buffer | 入力と同じ値を出力します。信号を強化するためによく使われます | (1 → 1) ; (0 → 0) |
| NOT | 入力値を反転します | (1 → 0) ; (0 → 1) |
| XOR | AまたはBの一方だけがTrueの場合にTrue | (1,0 → 1) ; (1,1 → 0) |
| XNOR | XORの後にNOTを実行（AとBが両方とも同じ場合にTrue） | (1,1 → 1) ; (0,0 → 1) |
数千個、場合によっては数百万個の論理ゲートを組み合わせることで、デジタル回路は非常に複雑な計算を実行できます。 集積回路上の論理ゲートの数は、チップのサイズと、それらの構築に使われるトランジスターのサイズによって決まります。 通常、プロセッサの性能とトランジスターのサイズには反比例の関係があります。トランジスターが小さいプロセッサは、一般にトランジスターが大きいプロセッサよりも高性能で効率的です。
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