La teoría de circuitos de conmutación es el estudio matemático de las propiedades de redes de interruptores idealizados. Tales redes pueden ser de lógica estrictamente combinacional , en las que su estado de salida es sólo una función del estado actual de sus entradas; o también puede contener elementos secuenciales , donde el estado presente depende del estado presente y de los estados pasados; en ese sentido, se dice que los circuitos secuenciales incluyen "memoria" de estados pasados. Una clase importante de circuitos secuenciales son las máquinas de estados . La teoría de circuitos de conmutación es aplicable al diseño de sistemas telefónicos, computadoras y sistemas similares. La teoría de circuitos de conmutación proporcionó las bases matemáticas y las herramientas para el diseño de sistemas digitales en casi todas las áreas de la tecnología moderna. [1]
En una carta de 1886, Charles Sanders Peirce describió cómo se podían llevar a cabo operaciones lógicas mediante circuitos de conmutación eléctrica. [2] Durante 1880-1881 demostró que las puertas NOR solas (o, alternativamente, las puertas NAND solas ) pueden usarse para reproducir las funciones de todas las demás puertas lógicas , pero este trabajo permaneció inédito hasta 1933. [3] La primera prueba publicada fue por Henry M. Sheffer en 1913, por lo que la operación lógica NAND a veces se denomina trazo de Sheffer ; La NOR lógica a veces se llama flecha de Peirce . [4] En consecuencia, estas puertas a veces se denominan puertas lógicas universales . [5]
En 1898, Martin Boda describió una teoría de conmutación para sistemas de bloques de señalización . [6] [7]
Con el tiempo, los tubos de vacío reemplazaron a los relés para las operaciones lógicas. La modificación de Lee De Forest , en 1907, de la válvula Fleming se puede utilizar como puerta lógica. Ludwig Wittgenstein introdujo una versión de la tabla de verdad de 16 filas como la proposición 5.101 del Tractatus Logico-Philosophicus (1921). Walther Bothe , inventor del circuito de coincidencia , obtuvo parte del Premio Nobel de Física de 1954 por la primera puerta AND electrónica moderna en 1924. Konrad Zuse diseñó y construyó puertas lógicas electromecánicas para su ordenador Z1 (de 1935 a 1938).
From 1934 to 1936, NEC engineer Akira Nakashima,[8] Claude Shannon[9] and Victor Shestakov[10] published a series of papers showing that the two-valued Boolean algebra, which they discovered independently, can describe the operation of switching circuits.[7][11][12][13][1]
Ideal switches are considered as having only two exclusive states, for example, open or closed. In some analysis, the state of a switch can be considered to have no influence on the output of the system and is designated as a "don't care" state. In complex networks it is necessary to also account for the finite switching time of physical switches; where two or more different paths in a network may affect the output, these delays may result in a "logic hazard" or "race condition" where the output state changes due to the different propagation times through the network.
See also
References
- ^ a b Stanković, Radomir S. [in German]; Astola, Jaakko Tapio [in Finnish], eds. (2008). Reprints from the Early Days of Information Sciences: TICSP Series on the Contributions of Akira Nakashima to Switching Theory (PDF). Tampere International Center for Signal Processing (TICSP) Series. Vol. 40. Tampere University of Technology, Tampere, Finland. ISBN 978-952-15-1980-2. ISSN 1456-2774. Archived from the original (PDF) on 2021-03-08.
{{cite book}}
: Mantenimiento CS1: falta el editor de la ubicación ( enlace ) (3+207+1 pages) 10:00 min - ^ Peirce, Charles Sanders (1993) [1886]. Letter, Peirce to A. Marquand. Vol. 5. pp. 421–423. See also: Burks, Arthur Walter (1978). "Review: Charles S. Peirce, The new elements of mathematics". Bulletin of the American Mathematical Society (review). 84 (5): 913–918 [917]. doi:10.1090/S0002-9904-1978-14533-9.
- ^ Peirce, Charles Sanders (1933) [Invierno de 1880-1881]. Un álgebra de Boolian con una constante (manuscrito). vol. 4. párrafos 12 a 20. Reimpreso en Escritos de Charles S. Peirce. vol. 4 (reimpresión ed.). 1989, págs. 218-221. ISBN 9780253372017. arca:/13960/t11p5r61f.Véase también: Roberts, Don D. (2009). Los gráficos existenciales de Charles S. Peirce . pag. 131.
- ^ Pequeño Büning, Hans; Lettmann, Theodor (1999). Lógica proposicional: deducción y algoritmos. Prensa de la Universidad de Cambridge . pag. 2.ISBN 978-0-521-63017-7.
- ^ Pájaro, John (2007). Matemáticas de ingeniería. Newnes . pag. 532.ISBN 978-0-7506-8555-9.
- ^ Boda, Martín (1898). "Die Schaltungstheorie der Blockwerke" [La teoría de la conmutación de los sistemas de bloques]. Organ für die Fortschritte des Eisenbahnwesens in technischer Beziehung - Fachblatt des Vereins deutscher Eisenbahn-Verwaltungen (en alemán). Wiesbaden, Alemania: Verlag de CW Kreidel. Neue Folge XXXV (1–7): 1–7, 29–34, 49–53, 71–75, 91–95, 111–115, 133–138.[1][2][3][4][5][6][7] (NB. Esta serie de siete artículos se volvió a publicar en un libro de 91 páginas en 1899 con un prólogo de Georg Barkhausen [ de] ).
- ^ ab Klir, George Jiří (mayo de 1972). "Notaciones de referencia al Capítulo 1". Introducción a la Metodología de Circuitos de Conmutación (1 ed.). Binghamton, Nueva York, EE.UU.: Litton Educational Publishing, Inc. / D. van Nostrand Company . pag. 19.ISBN 0-442-24463-0. LCCN 72-181095. C4463-000-3. pag. 19: Aunque M. Boda
[A]
reconoció la posibilidad de establecer una teoría del cambio ya en el siglo XIX, los primeros trabajos importantes sobre este tema fueron publicados poco después por A. Nakashima [B] y CE Shannon [C]. antes de la Segunda Guerra Mundial.
(xvi+573+1 páginas) - ^ Nakashima [中嶋], Akira [章] (mayo de 1936). "Teoría de la composición del circuito de relés". Ingeniería de comunicaciones eléctricas de Nippon (3): 197–226.(NB. Traducción de un artículo que apareció originalmente en japonés en el Journal of the Institute of Telegraph and Telephone Engineers of Japan (JITTEJ), septiembre de 1935, 150 731–752.)
- ^ Shannon, Claude Elwood (1938). "Un análisis simbólico de circuitos de conmutación y relés". Transacciones del Instituto Americano de Ingenieros Eléctricos . Instituto Americano de Ingenieros Eléctricos (AIEE). 57 (12): 713–723. doi :10.1109/T-AIEE.1938.5057767. hdl : 1721.1/11173 . S2CID 51638483.(NB. Basado en la tesis de maestría de Shannon del mismo título en el Instituto de Tecnología de Massachusetts en 1937.)
- ^ Shestakov [Шестаков], Victor Ivanovich [Виктор Иванович] (1938). Nuevos métodos matemáticos de control y superposición de clases eléctricas de clase A[ Algunos métodos matemáticos para la construcción y simplificación de redes eléctricas de dos terminales de clase A ] (tesis doctoral) (en ruso). Universidad Estatal de Lomonósov .
- ^ Yamada [山田], Akihiko [彰彦] (2004). "Historia de la investigación sobre la teoría del cambio en Japón". Transacciones IEEJ sobre Fundamentos y Materiales . Instituto de Ingenieros Eléctricos de Japón . 124 (8): 720–726. Código Bib : 2004IJTFM.124..720Y. doi : 10.1541/ieejfms.124.720 . Archivado desde el original el 10 de julio de 2022 . Consultado el 26 de octubre de 2022 .
- ^ "Teoría de la conmutación/Teoría de la red de circuitos de relés/Teoría de la matemática lógica". Museo de Computación IPSJ . Sociedad de Procesamiento de Información de Japón . 2012. Archivado desde el original el 22 de marzo de 2021 . Consultado el 28 de marzo de 2021 .
- ^ Stanković, Radomir S. [en alemán] ; Astola, Jaakko Tapio [en finlandés] ; Karpovsky, Mark G. (2007). Algunas observaciones históricas sobre la teoría del cambio (PDF) . Niš, Serbia; Tampere, Finlandia; Boston, Massachusetts, Estados Unidos. CiteSeerX 10.1.1.66.1248 . S2CID 10029339. Archivado (PDF) desde el original el 25 de octubre de 2022 . Consultado el 25 de octubre de 2022 .
{{cite book}}
: Mantenimiento CS1: falta el editor de la ubicación ( enlace )(8 páginas)
Otras lecturas
- Keister, William; Ritchie, Alistair E.; Washburn, Seth H. (1951). El diseño de circuitos de conmutación. Serie de laboratorios Bell Telephone (1 ed.). D. Van Nostrand Company, Inc. pág. 147. Archivado desde el original el 9 de mayo de 2020 . Consultado el 9 de mayo de 2020 .[8] (2+xx+556+2 páginas)
- Caldwell, Samuel Hawks (1 de diciembre de 1958) [febrero de 1958]. Escrito en Watertown, Massachusetts, EE.UU. Circuitos de conmutación y diseño lógico . Quinta impresión, septiembre de 1963 (1ª ed.). Nueva York, Estados Unidos: John Wiley & Sons Inc. ISBN 0-47112969-0. LCCN 58-7896.(xviii+686 páginas)
- Perkowski, Marek A.; Grygiel, Stanislaw (20 de noviembre de 1995). "6. Panorama histórico de la investigación sobre descomposición". Un estudio de la literatura sobre descomposición de funciones (PDF) . Versión IV. Grupo de Descomposición Funcional, Departamento de Ingeniería Eléctrica, Universidad de Portland, Portland, Oregon, EE.UU. CiteSeerX 10.1.1.64.1129 . Archivado (PDF) desde el original el 28 de marzo de 2021 . Consultado el 28 de marzo de 2021 .(188 páginas)
- Stanković, Radomir S. [en alemán] ; Sasao, Tsutomu; Astola, Jaakko Tapio [en finlandés] (agosto de 2001). "Publicaciones en los primeros veinte años de la teoría del cambio y el diseño lógico" (PDF) . Serie del Centro Internacional de Procesamiento de Señales de Tampere (TICSP). Universidad Tecnológica de Tampere / TTKK, Monistamo, Finlandia. ISSN 1456-2774. S2CID 62319288. #14. Archivado desde el original (PDF) el 9 de agosto de 2017 . Consultado el 28 de marzo de 2021 .(4+60 páginas)
- Stanković, Radomir S. [en alemán] ; Astola, Jaakko Tapio [en finlandés] (2011). Escrito en Niš, Serbia y Tampere, Finlandia. De la lógica booleana a los circuitos de conmutación y los autómatas: hacia la tecnología de la información moderna. Estudios en Inteligencia Computacional. vol. 335 (1 ed.). Berlín y Heidelberg, Alemania: Springer-Verlag . doi :10.1007/978-3-642-11682-7. ISBN 978-3-642-11681-0. ISSN 1860-949X. LCCN 2011921126 . Consultado el 25 de octubre de 2022 .(xviii+212 páginas)