Logo ČVUT
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE
STUDIJNÍ PLÁNY
2021/2022

Technologické základy počítačů

Přihlášení do KOSu pro zápis předmětu Zobrazit rozvrh
Kód Zakončení Kredity Rozsah Jazyk výuky
BI-TZP.21 Z,ZK 5 2P+2C česky
Přednášející:
Martin Novotný (gar.), Jan Řezníček
Cvičící:
Martin Novotný (gar.), Jaroslav Borecký, Martin Daňhel, Robert Hülle, Stanislav Jeřábek, Martin Kohlík, Pavel Kubalík, Vít Mašek, Vojtěch Miškovský, Jan Onderka, Martin Paleček, Jan Řezníček, Miroslav Skrbek
Předmět zajišťuje:
katedra číslicového návrhu
Anotace:

Studenti si osvojí teoretické základy číslicových a analogových obvodů a základní metody práce s nimi. Studenti se dozvědí, jak vypadají struktury počítače na nejnižší úrovni. Seznámí se s funkcí tranzistoru. Pochopí, proč se procesor zahřívá, proč je ho potřeba chladit a jak spotřebu snížit. Čím je omezena maximální frekvence a jak ji zvýšit. Proč je potřeba sběrnici počítače impedančně přizpůsobit a co se stane v opačném případě. Jak principiálně vypadá napájecí zdroj počítače. Na cvičeních studenti chování základních elektrických obvodů modelují v SW Mathematica.

Požadavky:

Středoškolská matematika a fyzika.

Osnova přednášek:

1. Základní elektrické veličiny (napětí, proud).

2. Základní prvky elektronických obvodů (rezistor, kondenzátor, cívka).

3. Základní polovodičové součástky (dioda, tranzistor).

4. Boolská logika, základní boolské funkce, logické úrovně 0 a 1 v číslicových systémech.

5. Základní logické prvky (hradla, klopné obvody, multiplexery, budiče).

6. Struktury logických hradel v technologii CMOS.

7. Energie a výkon v číslicových systémech.

8. Principy přenosu dat, sběrnice, paralelní, sériové, asynchronní a synchronní přenosy.

9. Volatilní a nevolatilní paměti, principy a vlastnosti.

10. Programování hardwaru, konfigurovatelné obvody FPGA, integrované obvody ASIC a SoC.

11. Fourierovy řady, spektrum signálu, harmonický ustálený stav, impedance.

12. Homogenní vedení. Zpoždění signálů v číslicových systémech. Symetrická vedení, asymetrická vedení.

13. Měření v číslicových systémech (osciloskop, logický analyzátor, spektrální analyzátor).

Osnova cvičení:

1. Úvod do SW Mathematica.

2. Úvod do SW Mathematica.

3. Základní obvody s rezistory, kondenzátory a cívkami (řešení v SW Mathematica).

4. Metoda uzlových napětí, příklady použití (řešení v SW Mathematica).

5. Paralelní a sériové řazení prvků shodných typů. Stejnosměrné obvody (řešení v SW Mathematica).

6. Obvody s tranzistory, jednoduché zesilovače (řešení v SW Mathematica).

7. Implementace logických funkcí pomocí logických hradel.

8. Vnitřní struktura logických hradel v technologii CMOS.

9. Energie a výkon v číslicových systémech (řešení v SW Mathematica).

10. Harmonický ustálený stav (řešení v SW Mathematica).

11. Impedance, přenos (řešení v SW Mathematica).

12. Fourierovy řady, spektrum signálu (řešení v SW Mathematica).

13. Zápočet

Cíle studia:
Studijní materiály:

1. Dean B., Llamocca D. : Introduction to Analog and Digital Circuits. Kendall Hunt Pub, 2019. ISBN 978-1792408809.

2. Wakerly J.F. : Digital Design: Principles and Practices (5th Edition). Pearson, 2018. ISBN 978-0134460093.

3. Agarwal A., Lang J. : Foundations of Analog and Digital Electronic Circuits. Morgan Kaufmann, 2005. ISBN 978-1558607354.

4. Kyncl J., Novotný M. : Číslicové a analogové obvody (2nd Edition). ČVUT v Praze, 2016. ISBN 978-80-01-05167-2.

Poznámka:
Další informace:
https://courses.fit.cvut.cz/BI-TZP.21/
Rozvrh na zimní semestr 2021/2022:
06:00–08:0008:00–10:0010:00–12:0012:00–14:0014:00–16:0016:00–18:0018:00–20:0020:00–22:0022:00–24:00
Po
místnost T9:105
Novotný M.
Řezníček J.

16:15–17:45
(přednášková par. 1)
Dejvice
Posluchárna
místnost T9:105
Novotný M.
Řezníček J.

18:00–19:30
(přednášková par. 2)
Dejvice
Posluchárna
místnost T9:107
Novotný M.
Řezníček J.

16:15–17:45
(přednášková par. 3)
Dejvice
Posluchárna
Út
místnost TK:PU1
Hülle R.
Jeřábek S.

11:00–12:30
(paralelka 1)
Dejvice
NTK PU 1
místnost TK:PU1
Hülle R.
Kubalík P.

12:45–14:15
(paralelka 2)
Dejvice
NTK PU 1
místnost TK:PU1
Kubalík P.
Borecký J.

14:30–16:00
(paralelka 3)
Dejvice
NTK PU 1
místnost TK:PU1
Kubalík P.
Borecký J.

16:15–17:45
(paralelka 4)
Dejvice
NTK PU 1
St
Čt
místnost TK:PU1
Miškovský V.
Jeřábek S.

09:15–10:45
(paralelka 5)
Dejvice
NTK PU 1
místnost TK:PU1
Miškovský V.
Jeřábek S.

12:45–14:15
(paralelka 7)
Dejvice
NTK PU 1
místnost TK:PU1
Miškovský V.
Kohlík M.

14:30–16:00
(paralelka 8)
Dejvice
NTK PU 1
místnost TK:PU1
Kohlík M.
Hülle R.

16:15–17:45
(paralelka 9)
Dejvice
NTK PU 1
místnost TK:PU1
Hülle R.
Kohlík M.

18:00–19:30
(paralelka 10)
Dejvice
NTK PU 1
místnost TK:PU1
Miškovský V.
Jeřábek S.

11:00–12:30
(paralelka 6)
Dejvice
NTK PU 1

místnost TK:PU1
Řezníček J.
Mašek V.

09:15–10:45
(paralelka 11)
Dejvice
NTK PU 1
místnost TK:PU1
Daňhel M.
Kohlík M.

11:00–12:30
(paralelka 12)
Dejvice
NTK PU 1
místnost TK:PU1
Kohlík M.
Mašek V.

12:45–14:15
(paralelka 13)
Dejvice
NTK PU 1
místnost TK:PU1
Kohlík M.
Daňhel M.

14:30–16:00
(paralelka 14)
Dejvice
NTK PU 1
místnost TK:PU1
Daňhel M.
Paleček M.

16:15–17:45
(paralelka 15)
Dejvice
NTK PU 1
místnost TK:PU1
Daňhel M.
Paleček M.

18:00–19:30
(paralelka 16)
Dejvice
NTK PU 1
Rozvrh na letní semestr 2021/2022:
Rozvrh není připraven
Předmět je součástí následujících studijních plánů:
Platnost dat k 9. 8. 2022
Aktualizace výše uvedených informací naleznete na adrese http://bilakniha.cvut.cz/cs/predmet6535506.html