Předmět je základní jednotka výuky, jejímž prostřednictvím si student osvojí ucelenou část souboru znalostí a dovedností, potřebnou pro zvládnutí studijního oboru/specializace. Za věcný obsah předmětu zodpovídá garant předmětu. Časovou náročnost předmětu zhruba vyjadřuje atribut předmětu rozsah kontaktní výuky. Například rozsah = 2+2  značí, že předmět bude mít týdně dvě hodiny přednášek a dvě hodiny cvičení týdně. Na závěr semestru musí vyučující provést vyhodnocení, nakolik si ten který student osvojil poznatky a dovednosti, kterých měl během výuky nabýt. Jakým způsobem toto hodnocení vyučující provedou určuje atribut způsob zakončení. U předmětu lze definovat, že předmět je zakončen pouze zápočtem(Z), klasifikovaným zápočtem(KZ), pouze zkouškou(ZK), nebo zápočtem a zkouškou(Z,ZK). Náročnost úspěšného absolvování předmětu je vyjádřena ECTS kreditními body. Výuka předmětu probíhá během semestru. Opakovaně se předmět vyučuje vždy v zimním(Z), nebo v letním(L) semestru každého akademického roku. Výjimečně může předmět být nabízen studentům v obou semestrech(Z,L). Za organizační zajištění výuky zodpovídá přiřazená katedra, která zejména vytvoří časový rozvrh předmětu a zajistí pro předmět vyučující. Někteří přednáší a zkouší, jiní vedou cvičení a udělují zápočty.
Obsahová náplň a další organizační informace, týkající se předmětu je popsána pomocí různých popisných textů(anotace, týdenní osnova, literatura, apod.)
$DODATEK_POPIS

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.

Osnovy 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).

Osnovy 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

Literatura:

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.

Požadavky:
Středoškolská matematika a fyzika.

Předmět je zahrnut do těchto studijních plánů:

Plán Obor Role Dop. semestr BI-SPOL.21 Nespecifikovaný/á obor/specializace studia - Unspecified Branch/Specialisation of Study PP 1 BI-PI.21 Počítačové inženýrství 2021 PP 1 BI-PG.21 Počítačová grafika 2021 PP 1 BI-MI.21 Manažerská informatika 2021 PP 1 BI-IB.21 Informační bezpečnost 2021 PP 1 BI-PS.21 Počítačové sítě a Internet 2021 PP 1 BI-PV.21 Počítačové systémy a virtualizace 2021 PP 1 BI-SI.21 Softwarové inženýrství 2021 PP 1 BI-TI.21 Teoretická informatika 2021 PP 1 BI-UI.21 Umělá inteligence 2021 PP 1 BI-WI.21 Webové inženýrství 2021 PP 1