Teori sirkuit pengalih

Teori sirkuit pengalih adalah studi matematis tentang sifat-sifat jaringan pengalih (switch) ideal. Suatu jaringan pengalih dapat bersifat logis kombinatoris secara murni, dengan keadaan luaran hanya bergantung pada keadaan terkini (present state) yang ada pada masukan; atau dapat juga mengandung elemen sekuensial, dengan keadaan terkini bergantung pada keadaan terkini dan keadaan lampau (past state). Dengan kata lain, sirkuit sekuensial merupakan suatu sirkuit yang memiliki “memori” dari keadaan lampau. Salah satu kelas penting dari sirkuit sekuensial adalah mesin keadaan (state machine). Teori sirkuit pengalih berlaku untuk desain sistem telepon, komputer, dan sistem serupa lainnya. Teori sirkuit pengalih menyediakan dasar matematis dan perkakas untuk desain sistem digital di hampir semua bidang teknologi modern.

Dalam suratnya tahun 1886, Charles Sanders Peirce menjelaskan bagaimana operasi logika dapat diimplementasikan pada sirkuit pengalih elektrik.  Selama tahun 1880–1881, ia mendemonstrasikan melalui serangkaian percobaan bahwa gerbang NOR (atau alternatifnya, gerbang NAND) secara tunggal dapat digunakan untuk mereproduksi fungsi dari seluruh gerbang logika lainnya, akan tetapi eksperimen ini tidak dipublikasikan oleh Peirce hingga tahun 1933. Publikasi bukti pertama dari fakta ini dilakukan pada tahun 1913 oleh Henry M. Sheffer, sehingga operasi logika gerbang NAND mendapat sebutan ketukan Sheffer; logika NOR seringkali disebut sebagai anak panah Peirce.  Setelahnya, gerbang-gerbang ini disebut sebgai gerbang logika universal. 

Pada tahun 1898, Martin Boda menerapkan teori sirkuit pengalih untuk sistem petak jalan.

Seiring pergantian zaman, tabung elektron digunakan sebagai relai untuk operasi logika. Modifikasi katup Fleming oleh Lee De Forest pada tahun 1907 dapat digunakan sebagai gerbang logika. Ludwig Wittgenstein memperkenalkan versi tabel kebenaran dengan 16 baris sebagai proposisi 5.101 dari Tractatus Logico-Philosophicus (1921). Walther Bothe, penemu sirkuit koinsidensi, menerima Hadiah Nobel Fisika tahun 1954 atas kontribusinya dalam mengembangkan gerbang AND elektronik modern pertama pada tahun 1924. Konrad Zuse merancang dan membangun gerbang logika elektromekanis untuk komputernya, Z1 (dari tahun 1935 hingga 1938).

Teori ini dikembangkan melalui karya independen insinyur NEC Akira Nakashima di Jepang, Claude Shannon di Amerika Serikat, dan Victor Shestakov di Uni Soviet.  Ketiganya menerbitkan serangkaian makalah yang menunjukkan bahwa aljabar Boolean bernilai dua dapat digunakan untuk merepresentasikan operasi sirkuit pengalih. Namun, karya Shannon dianggap melebihi dua lainnya. Beberapa peneliti juga  memperdebatkan kesamaan karya Nakashima dengan Shannon, ditemukan bahwa pendekatan dan kerangka teoretis yang mereka gunakan sangat berbeda. Terdapat juga pendapat bahwa Shestakov memengaruhi Nakashima dan Shannon, tetapi diabaikan, karena perbedaan bahasa yang digunakan serta tidak adanya bukti bahwa karya Shestakov pernah diterbitkan di luar Russia. Selanjutnya, Shannon dan Shestakov menjalani ujian tesis mereka pada tahun yang sama yaitu 1938, tetapi di antara keduanya, Shestakov tidak menerbitkan karyanya sampai tahun 1941.

Pengalih ideal dianggap hanya memiliki dua keadaan eksklusif, misalnya, terbuka atau tertutup. Dalam beberapa analisis, status pengalih dapat dianggap tidak memengaruhi luaran sistem dan ditetapkan sebagai status "tidak peduli". Dalam jaringan yang kompleks, perlu diperhitungkan juga waktu peralihan pada pengalih fisik berhingga; jika dua atau lebih jalur berbeda dalam jaringan dapat memengaruhi keluaran, penundaan ini dapat mengakibatkan "bahaya logika" atau "kondisi berebut" di mana status keluaran berubah karena perbedaan waktu propagasi melalui jaringan.

 Lihat juga 

 Pengalihan sirkuit
 Peralihan paket
 Subsistem peralihan jaringan
 Peta Karnaugh
 Gerbang logika
 Pengontrol logika terprogram – perangkat lunak komputer meniru rangkaian relai untuk aplikasi industri
 Relay – jenis perangkat logika awal

 Referensi 

 Bacaan lebih lanjut 

   (2+xx+556+2 pages)
  (xviii+686 pages)
  (188 pages)
  (4+60 pages)
  (xviii+212 pages)

Kategori:Elektronika digital
Kategori:Sirkuit digital
Kategori:CS1 sumber berbahasa Rusia (ru)
Kategori:CS1 menggunakan skrip berbahasa Rusia (ru)
Kategori:CS1 sumber berbahasa Jerman (de)