基本演算子

電圧を $V\bigl[V\bigr]$ ,電流を $I\bigl[A\bigr]$,抵抗を $R\bigl[\Omega\bigr]$ とすると,\[V = I \times R\]という関係が成り立つことが知られています.これをオームの法則(Ohm's law)といいます.

上の電気回路でコイルの抵抗を $1,000\Omega$ とします.また,このコイルは $0.009A$ で電磁石になると仮定しましょう.また,$\alpha=10$ つまり $10V$ であるとします.こう仮定すると,点 $A$ に $10V$ の電圧をかけると(これを論理 $1$ としましょう),コイルには,\[10\bigl[V\bigr]/1,000\bigl[\Omega\bigr]=0.01\bigl[A\bigr]\]の電流が流れます.\[0.010\bigl[A\bigr] > 0.009\bigl[A\bigr]\]なので,コイルは電磁石となって点 $C$ を引き寄せます.

こうして点 $C$ には $10\bigl[V\bigr]$ の電圧はかからなくなってしまいます(これを論理 $0$ としましょう).

つまり,論理 $1$ を入力すると 論理 $0$ が出力されることになります.このように論理演算を行う回路を論理ゲート(logic gate;基本論理演算素子)といい, 上の図の例は$NOT$ゲートといいます.また,上図の例は$NOT$ゲートという論理ゲートをリレーによって実現したものということになります.

特に以下の3種類の演算素子を基本演算素子といいます.


リレー:電磁石と接点機構で構成され,電磁石に,ある値以上の電流を流したときに発生する電磁吸引力を利用して,接点機構を作動させるもので,コイルに与えられる電圧,電流によって,接点の開閉を行うものです.
接点が機械的に開閉するメカニカルリレー(有接点形)と,接点が半導体から出来ていて機械的な開閉はしない半導体リレー(無接点形)の2種類があります.

論理演算素子:入力ノードに2進値が与えられたときに,それに対する2進値を出力ノードに出力する装置を論理演算素子といいます.

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