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:
Students get acquainted with the fundamentals of digital and analog circuits, as well as basic methods of analyzing them. Students learn how computer structures look like at the lowest level. They are introduced to the function of a transistor. They will understand why processors generate heat, why cooling is necessary, and how to reduce the consumption; what the limits to the maximum operating frequency are and how to raise them; why a computer bus needs to be terminated, what happens if it is not; how a computer power supply looks like (in principle). In the labs, students model the behavior of basic electrical circuits in SW Mathematica.

Osnovy přednášek:

1.		Basic electrical quantities (voltage, current).
2.		Basic components of electronic circuits (resistor, capacitor, coil).
3.		Basic semiconductor components (diode, transistor).
4.		Boolean logic, basic Boolean functions, logic levels 0 and 1 in digital systems.
5.		Basic logic components (gates, flip-flops, multiplexers, drivers).
6.		Structure of logic gates in CMOS technology.
7.		Energy and performance in digital systems.
8.		Principles of data transmission, buses, parallel, serial, asynchronous and synchronous transmissions.
9.		Volatile and non-volatile memories, principles and properties.
10.		Hardware programming, configurable FPGA circuits, ASIC and SoC integrated circuits.
11.		Fourier series, signal spectrum, harmonic steady state, impedance.
12.		Signal transmission. Signal delays in digital systems. Symmetrical lines, asymmetrical lines.
13.		Measurements in digital systems (oscilloscope, logic analyzer, spectrum analyzer).

Osnovy cvičení:

1.		Introduction to Mathematica SW.
2.		Introduction to Mathematica SW.
3.		Circuits with resistors, capacitors and coils (solved in Mathematica).
4.		Node voltage method, examples of usage (solved in Mathematica).
5.		Parallel and serial combination of elements of the same type. DC

circuits (solved in Mathematica).

6.		Circuits with transistors, simple amplifiers (solved in Mathematica).
7.		Implementation of logic functions with logic gates.
8.		Inner structure of CMOS logic gates.
9.		Energy and power in digital circuits (solved in Mathematica).
10.		Sinusoidal steady state (solved in Mathematica).
11.		Impedance, transfer function (solved in Mathematica).
12.		Fourier series, signal spectrum (solved in Mathematica).
13.		Assesments.

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:
High-school level of mathematics and physics.

Předmět je zahrnut do těchto studijních plánů:

Plán Obor Role Dop. semestr BIE-PI.21 Computer Engineering 2021 PP 1 BIE-PV.21 Computer Systems and Virtualization 2021 PP 1 BIE-PS.21 Computer Networks and Internet 2021 PP 1 BIE-TI.21 Computer Science 2021 PP 1 BIE-SI.21 Software Engineering 2021 PP 1 BIE-IB.21 Information Security 2021 (Bachelor in English) PP 1