Teoria dos circuitos de comutação (em inglês: Switching circuit theory) é o estudo matemático das propriedades de redes de comutadores idealizados. Tais redes podem ser estritamente de lógica combinacional, em que seu estado de saída é apenas uma função do estado presente de suas entradas; ou podem também conter elementos sequenciais, onde o estado presente depende do estado presente e dos estados passados; nesse sentido, os circuitos sequenciais são ditos incluir "memória" de estados passados. Uma classe importante de circuitos sequenciais são as máquinas de estado. A teoria dos circuitos de comutação é aplicável ao design de sistemas telefônicos, computadores e sistemas similares. A teoria dos circuitos de comutação forneceu as fundações matemáticas e ferramentas para o design de sistemas digitais em quase todas as áreas da tecnologia moderna.
Em uma carta de 1886, Charles Sanders Peirce descreveu como operações lógicas poderiam ser realizadas por circuitos de comutação elétrica. Durante 1880–1881 ele mostrou que portões NOR sozinhos (ou alternativamente portões NAND sozinhos) podem ser usados para reproduzir as funções de todos os outros portões lógicos, mas esse trabalho permaneceu não publicado até 1933. A primeira prova publicada foi por Henry M. Sheffer em 1913, então a operação lógica NAND às vezes é chamada traço de Sheffer; o NOR lógico às vezes é chamado seta de Peirce. Consequentemente, esses portões às vezes são chamados portões lógicos universais.
Em 1898, Martin Boda descreveu uma teoria de comutação para sistemas de bloqueio de sinalização.
Eventualmente, válvulas substituíram relés para operações lógicas. A modificação de Lee De Forest, em 1907, da válvula de Fleming pode ser usada como uma porta lógica. Ludwig Wittgenstein introduziu uma versão da tabela verdade de 16 linhas como proposição 5.101 do Tractatus Logico-Philosophicus (1921). Walther Bothe, inventor do circuito de coincidência, recebeu parte do Prêmio Nobel de física de 1954, pela primeira porta AND eletrônica moderna em 1924. Konrad Zuse projetou e construiu portas lógicas eletromecânicas para seu computador Z1 (de 1935 a 1938).
A teoria foi estabelecida independentemente através dos trabalhos do engenheiro da NEC Akira Nakashima no Japão, Claude Shannon nos Estados Unidos, e Victor Shestakov na União Soviética. Os três publicaram uma série de artigos mostrando que a álgebra booleana de dois valores, pode descrever a operação de circuitos de comutação. No entanto, o trabalho de Shannon tem amplamente ofuscado os outros dois, e apesar de alguns estudiosos argumentarem as semelhanças do trabalho de Nakashima com o de Shannon, suas abordagens e estruturas teóricas eram marcadamente diferentes. Também é implausível que Shestakov tenha influenciado os outros dois devido às barreiras linguísticas e à relativa obscuridade de seu trabalho no exterior. Além disso, Shannon e Shestakov defenderam suas teses no mesmo ano de 1938, e Shestakov não publicou até 1941.
Comutadores ideais são considerados como tendo apenas dois estados exclusivos, por exemplo, aberto ou fechado. Em algumas análises, o estado de um comutador pode ser considerado como não tendo influência na saída do sistema e é designado como um estado "não importa". Em redes complexas é necessário também considerar o tempo finito de comutação de comutadores físicos; onde dois ou mais caminhos diferentes em uma rede podem afetar a saída, esses atrasos podem resultar em um "perigo lógico" ou "condição de corrida" onde o estado de saída muda devido aos diferentes tempos de propagação através da rede.
Ver também Comutação de circuitos Comutação de mensagens Comutação de pacotes Comutação rápida de pacotes Subsistema de comutação de rede Sistema de Comutação 5ESS Number One Electronic Switching System Circuito booleano Elemento C Complexidade de circuito Minimização de circuito Mapa de Karnaugh Design lógico Porta lógica Lógica em ciência da computação Comutador mínimo não-bloqueante Controlador lógico programável – software de computador imita circuitos de relé para aplicações industriais Algoritmo Quine–McCluskey Relé – um tipo inicial de dispositivo lógico Lema de comutação Função unate
Referências
Leitura adicional (2+xx+556+2 páginas) (xviii+686 páginas) (188 páginas) (4+60 páginas) (xviii+212 páginas)
Categoria:Circuitos digitais Categoria:Eletrônica digital