NOR(ノー)とは | 意味や読み方など丁寧でわかりやすい用語解説

NORは、デジタル論理回路の分野において非常に基本的な論理ゲートの一つであり、NOT ORの略である。これは、二つ以上の入力のうち、いずれか一つでも真（1）である場合に偽（0）を出力し、すべての入力が偽（0）である場合にのみ真（1）を出力する論理演算を表す。具体的には、ORゲートの出力結果をNOTゲートで反転させたものと等しい。コンピュータの内部では、すべての情報が0と1の二進数で処理されるが、この0と1の組み合わせに基づいて特定の演算を行うのが論理ゲートの役割である。NORゲートは、入力信号の特定のパターンに対して特定の出力信号を生成するデジタル回路の最小構成要素の一つとして機能し、現代のあらゆるデジタルシステムにおいて不可欠な役割を担っている。

詳細に説明すると、NORは論理和（OR）の否定（NOT）であるため、その振る舞いはOR演算の結果を反転させることで理解できる。OR演算は、入力のうち少なくとも一つが真（1）であれば出力が真（1）となり、すべての入力が偽（0）の場合にのみ出力が偽（0）となる。これを反転させたNOR演算では、すべての入力が偽（0）の場合にのみ出力が真（1）となり、それ以外の、つまり入力のうち一つでも真（1）が存在すれば出力が偽（0）となる。たとえば、二つの入力AとBがある場合、真理値表で表現すると以下のようになる。Aが0かつBが0の場合、出力は1となる。Aが0かつBが1の場合、出力は0となる。Aが1かつBが0の場合、出力は0となる。Aが1かつBが1の場合、出力は0となる。この特性は、「いずれの入力も真ではない」という条件が満たされたときに限って、特定の信号を出力したい場合に特に有用である。

デジタル回路において、NORゲートは物理的にはトランジスタなどの半導体素子の組み合わせによって実現される。これらのゲートは通常、集積回路（ICチップ）としてパッケージ化され、プリント基板上に実装される。TTL（Transistor-Transistor Logic）やCMOS（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）といったさまざまなロジックファミリが存在し、それぞれ異なる電気的特性や消費電力を持つが、NORという論理機能自体は共通している。回路図上では、ORゲートの出力側に小さな丸（バブル）を付加した記号で表されることが多い。このバブルはNOT演算を示すものであり、NORがORの否定であることを視覚的に示している。

NORゲートの最も重要な特性の一つは、その「機能的完全性」（Functional Completeness）である。これは、NORゲートのみを組み合わせて、AND、OR、NOTといった他の基本的な論理ゲートをすべて実現できるという性質を指す。例えば、入力Aを一つのNORゲートの両方の入力に接続すると、Aの否定（NOT A）を得ることができる。また、AとBのNORゲートの出力をさらにNOTゲート（NORゲートで実現されたもの）に通すと、AとBのORを得ることができる。さらに、Aを否定し、Bを否定し、それら二つの否定された入力をNORゲートに通すと、AとBのANDを得ることができる。この機能的完全性があるため、デジタル回路の設計者は、複雑な論理回路を構築する際に、NORゲートだけを集中的に利用して設計を進めることが可能となる。これにより、設計の統一性が高まり、使用する部品の種類を減らすことができるため、回路の製造コスト削減、集積化の容易さ、信頼性の向上といった多大なメリットがもたらされる。実際に、多くのマイクロプロセッサやメモリ回路、その他のデジタル制御システムは、機能的完全性を持つNORゲートまたはNANDゲートを基本要素として設計・製造されている。

システムエンジニアを目指す初心者にとって、直接NORゲートを設計したり、物理的な回路を構築したりする機会は少ないかもしれない。しかし、デジタル回路の基本的な動作原理を理解することは、コンピュータシステム全体の動作を深く理解するために非常に重要である。CPUがどのように命令を処理し、メモリがどのようにデータを格納するか、あるいはネットワークデバイスがどのように信号をルーティングするかといった高レベルな機能も、最終的にはNORゲートのような基本的な論理ゲートの組み合わせによって実現されている。システムの性能問題の特定、特定のハードウェア障害の原因究明、あるいは組込みシステムのデバッグなどにおいて、論理回路の知識が役立つ場面は少なくない。また、論理回路の設計思想は、ソフトウェアにおける条件分岐や状態遷移の設計にも通じるものがあるため、これらの基礎を学ぶことは、より効率的で信頼性の高いソフトウェアやシステムアーキテクチャを構築するための思考力を養う上でも役立つ。NORゲートは単なる回路の部品ではなく、デジタル世界の基盤をなす基本的な概念であり、システムエンジニアが学ぶべき重要な知識の一つである。