Wikiszótár

sorrendi logikai hálózat

Magyar

Kiejtés

  • IPA: [ ˈʃorːɛndi ˈloɡikɒji ˈhaːloːzɒt]

Főnév

sorrendi logikai hálózat

  1. (informatika)

Sorrendi Logikai Hálózat

A sorrendi (szekvenciális) logikai hálózat egy olyan logikai rendszer, amelyben a kimeneti állapot nemcsak a pillanatnyi bemeneti kombinációtól függ, hanem a korábbi bemeneti állapotok és azok sorrendjének is szerepe van. Ez a típusú hálózat „emlékezettel” rendelkezik, amely lehetővé teszi, hogy az áramkör viselkedése a bemenetek időbeli alakulásának függvényében változzon.


Definíció

A sorrendi logikai hálózat egy olyan rendszer, amelynek működését a pillanatnyi bemeneti kombinációk és a rendszer belső állapotait leíró szekunder kombinációk együttesen határozzák meg. A hálózat visszacsatolást tartalmaz, amely lehetővé teszi az állapotok tárolását és azok frissítését az idő függvényében.


Tulajdonságok

  1. Visszacsatolás:
    • A hálózat zárt jelhurkokat tartalmaz, amelyek lehetővé teszik az állapotok tárolását.
    • A visszacsatolás biztosítja az „emlékezetet.”
  2. Emlékezet:
    • A belső állapotok tárolásával a hálózat képes figyelembe venni a korábbi bemeneti állapotokat.
  3. Állapotfüggés:
    • A kimenet nemcsak a pillanatnyi bemenet, hanem a belső állapot kombinációjának is a függvénye.
  4. Időbeliség:
    • A hálózat viselkedése az idő függvényében változik, ezért időzítési elemek (pl. órajel) gyakran szükségesek.


Főbb Típusok

A sorrendi logikai hálózatokat két fő csoportra oszthatjuk:

  1. Szinkron sorrendi hálózatok:
    • A belső állapotok frissítése az órajel (clock) hatására történik.
    • Példa: regiszterek, számlálók, állapotgépek.
  2. Aszinkron sorrendi hálózatok:
    • Az állapotváltozásokat a bemenetek változása indítja el, órajel nélkül.
    • Példa: bizonyos típusú vezérlőáramkörök.


Alkatrészek

A sorrendi logikai hálózatok alapvető építőkövei az állapotok tárolására képes elemek, például:

  1. Flip-flopok:
    • Alapvető tárolóelemek, amelyek egyetlen bináris állapotot (0 vagy 1) képesek tárolni.
    • Típusok: SR, D, JK, T flip-flop.
  2. Regiszterek:
    • Több flip-flopot tartalmazó áramkör, amely bináris számok tárolására szolgál.
  3. Számlálók:
    • Speciális sorrendi hálózatok, amelyek bináris számokat növelnek vagy csökkentenek.
  4. Állapotgépek:
    • Az állapotok és az átmenetek megvalósítására szolgáló hálózatok, amelyek komplex logikai viselkedést valósítanak meg.


Működés

A sorrendi hálózat működését általában a következő elemek határozzák meg:

  1. Bemeneti kombinációk:
    • Az aktuális bemeneti jelek (pl. kapcsolók, érzékelők állapota).
  2. Szekunder kombinációk:
    • A belső állapotokat leíró jelek, amelyeket a hálózat tárol.
  3. Állapotátmenet:
    • Az állapotok változása az aktuális bemeneti és szekunder kombinációk függvényében.
  4. Kimeneti kombinációk:
    • Az aktuális állapot és bemenet alapján előállított jelek.


Állapotgépek

A sorrendi logikai hálózatokat gyakran állapotgépekként (finite state machines, FSM) modellezik, amelyek két fő típusa a következő:

  1. Mealy-gép:
    • A kimenet függ a pillanatnyi bemenettől és az aktuális állapottól.
  2. Moore-gép:
    • A kimenet kizárólag az aktuális állapottól függ.


Tervezés

A sorrendi logikai hálózatok tervezése összetettebb, mint a kombinációs hálózatoké. A tervezési folyamat fő lépései:

  1. Specifikáció:
    • Az állapotok és átmenetek pontos meghatározása.
  2. Állapottáblázat vagy állapotdiagram készítése:
    • Az állapotok, átmenetek és kimenetek vizuális vagy táblázatos ábrázolása.
  3. Állapotkódolás:
    • Az állapotok bináris reprezentációja.
  4. Logikai függvények meghatározása:
    • Az állapotátmenetek és kimenetek logikai függvényeinek megfogalmazása.
  5. Megvalósítás:
    • A függvények megvalósítása flip-flopok és logikai kapuk segítségével.


Példa: Számláló

Egy 3-bites bináris számláló példáján keresztül bemutatható egy sorrendi hálózat működése:

  1. Bemenetek:
    • Órajel (clock).
    • Reset (alaphelyzetbe állítás).
  2. Kimenetek:
    • Három bit, amelyek a számláló aktuális értékét adják meg.
  3. Működés:
    • Az órajel minden egyes ciklusa után a számláló értéke növekszik (pl. 000 → 001 → 010 → …).
  4. Megvalósítás:
    • Flip-flopokkal és megfelelő logikai kapukkal valósítják meg az állapotátmeneteket.


Előnyök

  1. Komplex viselkedés:
    • Képesek időfüggő feladatok végrehajtására.
  2. Memória:
    • Az állapotok tárolása lehetővé teszi az előzmények figyelembevételét.
  3. Széles körű alkalmazás:
    • Használhatók számlálók, vezérlőáramkörök, memóriaelemek és processzorok tervezésében.


Hátrányok

  1. Bonyolultság:
    • A tervezés és hibakeresés időigényesebb, mint a kombinációs hálózatok esetében.
  2. Időzítési problémák:
    • A szinkronizáció és a versenyhelyzetek kezelése kihívást jelenthet.
  3. Nagyobb áramkörigény:
    • Az állapotok tárolása és a visszacsatolás növeli az áramkör komplexitását.


Alkalmazások

A sorrendi logikai hálózatok számos területen használatosak, például: 1. Processzorok vezérlése: - Az utasítások sorrendjének és végrehajtásának kezelése. 2. Kommunikációs rendszerek: - Adatátvitel vezérlése, protokollok implementálása. 3. Automatizálás: - Ipari vezérlőrendszerek, például szalagvezérlők és robotikai rendszerek.


Összegzés

A sorrendi logikai hálózatok összetett viselkedésük és memóriafunkcióik miatt kulcsszerepet játszanak a digitális technológiában. Képesek időbeli változásokat és bonyolult logikai folyamatokat kezelni, így nélkülözhetetlenek a modern számítógépes és vezérlő rendszerek tervezésében. Míg a tervezésük és megvalósításuk kihívásokkal jár, a funkcionalitásuk számos alkalmazásban elengedhetetlen.

Fordítások

Tartalom

További információk

A lap eredeti címe: „https://hu.wiktionary.org/w/index.php?title=sorrendi_logikai_hálózat&oldid=3479176”