Číslicová technika a informační technologie

1. Minimalizace logické funkce algebraická a grafická

  • Předurčení minimalizace logické funkce
  • Algebraická minimalizace logické funkce na příkladu
  • Grafická minimalizace logické funkce na příkladu

2. Návrh kombinačního obvodu

  • Definice kombinačního obvodu a jeho předurčení
  • Postup návrhu kombinačního obvodu na příkladu
  • Sestavení kombinačního obvodu z pravdivostní tabulky a z logické funkce

3. Analýza kombinačního obvodu

  • Předurčení analýzy kombinačního obvodu
  • Postup analýzy kombinačního obvodu na příkladu
  • Sestavení pravdivostní tabulky a logické funkce na základě analýzy

4. Sekvenční logické obvody

  • Definice sekvenčního logického obvodu
  • Základní typy a schémata sekvenčních logických obvodů (RS, RST, D, J-K)
  • Tabulky logických hodnot

5. Komparátor dvou proměnných a AVR instrukce

  • Definice činnosti a popis komparátoru dvou logických proměnných - (vypracovat únor 25)
  • Popis instrukcí AVR pro větvení programu
  • Popis instrukcí skoku a přeskoku instrukčního souboru AVR

6. Aritmetické operace s registry AVR

  • Principy součtu a rozdílu dvou binárních čísel
  • Základní aritmetické operace instrukčního souboru AVR
  • Příklad aritmetických operací v assembleru AVR

7. Binární sčítání a sčítačky AVR

  • Konstrukce obvodů binární sčítačky
  • Instrukční soubor aritmetických operací AVR
  • Příklad sčítání a odčítání 16-bitových čísel v assembleru AVR

8. Převodník kódu a algoritmus BCD

  • Předurčení kódu BCD pro aplikaci v číslicové technice
  • Vývojový diagram pro převod binárních čísel do kódu BCD

9. Multiplexery

  • Předurčení a konstrukce multiplexerů a demultiplexerů
  • Realizace multiplexerů a demultiplexerů logickými obvody

10. Posuvné a kruhové registry

  • Popište předurčení a konstrukci kruhových registrů
  • Popište funkci posuvného registru SIPO a PISO

11. Číselné soustavy a převody, odůvodnění použití aplikací různých soustav v číslicové technice

  • Popište číselné soustavy používané pro práci v digitální technice
  • Popište a na příkladech aplikujte převody čísel mezi různými číselnými soustavami
  • Popište zápis záporného a desetinného čísla v binární soustavě

12. Aplikace logických operací v binární soustavě, instrukce assembleru pro mikrořadiče AVR RISC jádrem

  • Popište logické funkce AND, NAND, OR, NOR, XOR, NOT
  • Popište na příkladech použití logických funkcí pro maskování binárních proměnných
  • Popište logické instrukce instrukčního souboru mikrořadičů AVR

13. Práce a konfigurace portů AVR mikrořadičů RISC jádrem

  • Předurčení portů mikrořadičů AVR, popis činnosti podle katalogového schématu
  • Konfigurace portů a jejich režimy nastavení
  • Instrukční soubor a příklad v assembleru pro práci s porty

14. Rozdělení paměťového prostoru mikrořadiče AVR, způsoby adresování a mapování paměťového prostoru, popis pracovních registrů, registrů I/O, paměti dat a EEPROM, Flash programu

  • Popis paměťového prostoru mikrořadiče AVR FLASH, SRAM a EEPROM
  • Předurčení I/O registrů, princip činnosti zásobníku paměti SRAM
  • Způsoby přímého a nepřímého adresování

15. Teorie informace

  • Informace, jednotky
  • Ukládání dat v počítači
  • Kódování, šifrování, komprimace

16. Počítačové sítě 1

  • Dělení počítačových sítí
  • Topologie počítačových sítí
  • Pasivní prvky sítě
  • Aktivní prvky sítě

17. Počítačové sítě 2

  • Model ISO/OSI
  • Architektura TCP/IP
  • Protokoly jednotlivých vrstev
    • Síťová vrstva (IP, ARP, ICMP)
    • Transportní vrstva (TCP, UDP)
    • Aplikační vrstva •HTTP, HTTPS (webové služby) •FTP, SFTP (přenos souborů) •SMTP, POP3, IMAP (e-mailová komunikace) •DNS (překlad doménových jmen na IP adresy) •DHCP (automatické přidělování IP adres)
  • Adresace v počítačových sítích
  • Trendy v oblasti počítačových sítí (SDN, IoT, 5G)

18. Tvorba webových stránek

  • Web, internet, HTTP, domény, hosting
  • HTML – struktura
  • CSS – vzhled
  • JavaScript – interaktivita
  • Editory (VS Code)
  • Frameworky (Bootstrap, React)
  • CMS (WordPress)
  • Responzivní design
  • SEO, hosting
  • Zabezpečení (SSL)
  • Budoucnost - PWA, AI ve webu

19. Databáze

  • Co je databáze - účel a využití databází na webu
  • Typy databází
    • Relační databáze – co to je, jak fungují (tabulky, řádky, sloupce)
    • NoSQL databáze – velmi stručně o alternativách (MongoDB, JSON)
  • SQL (SELECT, INSERT, UPDATE, DELETE)
  • Propojení databáze s webovými stránkami
  • Použití databáze pro ukládání uživatelských dat (např. formuláře, uživatelské účty)

20. Algoritmizace

  • Algoritmus, vlastnosti algoritmu, vývojové diagramy
  • Řídící struktury, datové typy

21. Algoritmizace 2

  • Funkce
  • Standardní knihovny, vlastní knihovny
  • Pole, třídění pole
  • Soubory
  • Programovací jazyky

22. Počítačové paměti

  • Druhy pamětí, technologie
  • Parametry pamětí

23. Grafický subsystém

  • Grafické karty, monitory/displeje, digitalizace
  • Barevné modely, počítačová grafika

24. Základní deska

  • Popis, BIOS/UEFI, chipset
  • Interní a externí konektory
  • Formáty základní desky

25. Procesory

  • Rozdělení procesorů
  • Architektury procesorů
  • Parametry procesorů, výrobní technologie

26. Zvukový subsystém

  • Zvuková karta, zvukové formáty, konverze, analýza zvuku
  • AD/DA převodníky, MIDI
  • Elektroakustické měniče

Elektronika

1. Lineární součástky

  • Rezistory: parametry, rozdělení, druhy, charakteristické vlastnosti, značení
  • Kondenzátory: rozdělení, charakteristické vlastnosti, náhradní schémata, značení, využití
  • Cívky: v elektrickém obvodu, vlastnosti, náhradní schémata, využití, feromagnetika
  • Polovodiče: přechod PN v propustném směru a závěrném směru
  • Polovodičové diody: parametry, voltampérová charakteristika
  • Druhy a vlastnosti diody (usměrňovací, kapacitní, stabilizační, tunelové, Schottkyho..)

2. Bipolární tranzistory a jejich základní zapojení

  • Struktura, princip činnosti, rozdělení, druhy, charakteristické vlastnosti, značení
  • Popis režimů bipolárních tranzistoru
  • Statické charakteristiky bipolárních tranzistoru
  • Zapojení SE, SC, SB, vlastnosti
  • Zapojení tranzistoru NPN se společným emitorem ve třídě A
  • Tranzistor v režimu zesilovače, ve spínacím režimu

3. Unipolární tranzistory a jejich základní zapojení

  • Typy tranzistorů FET a jejich značky
  • JFET: struktura, princip činnosti, využití
  • JFET: jako spínací prvek, napětí řízený odpor
  • MOSFET: druh, struktura, princip činnosti, charakteristiky, nastavení klidového pracovního bodu
  • CMOS technologie: funkce v logických obvodech s indukovaným kanálem jako spínač
  • Základy pro manipulaci s tranzistory řízenými elektrickým polem

4. Složitější struktury polovodičů, tyristory, triaky, diaky, GTO, IGBT

  • Diaky: struktura, charakteristiky, požití
  • Tyristory: struktura, princip činnosti, základní stavy, způsoby spínání, VA- charakteristiky
  • Tyristor ve střídavém a stejnosměrném obvodu, řízené usměrňovače
  • Triaky: princip činnosti, charakteristiky, řízení
  • IGBT: princip činnosti

5. Součástky řízené neelektrickými veličinami

  • Součástky řízení světlem: fotorezistory, fotodiody, fototranzistory, fototyristory, optrony
  • Součástky řízené magnetickým polem: magnetorezistory, Hallova sonda
  • Součástky řízené teplotou: termistory negativní a pozitivní
  • Varistory

6. Frekvenční charakteristiky lineárních dvojbranů

  • Druhy frekvencích charakteristiky, komplexní napěťový přenos, útlumová a fázová charakteristika
  • Odvození přenosu, frekvenční charakteristiky
  • Integrační RC článek, Derivační RC článek, Wienův RC článek

7. Rezonanční obvody a jejich využití

  • Sériový rezonanční obvod: náhradní schéma, rezonance, činitel jakosti, rezonanční křivka, šířka pásma
  • Paralelní rezonanční obvod: paralelní a sérioparalelní náhradní schéma, rezonance, činitel jakosti, rezonanční
  • Křivka, šířka, pásma
  • Použití rezonančních obvodů

8. Klasické napájecí zdroje a násobiče napětí

  • Schéma klasického napájecího zdroje
  • Usměrňovače: jednocestný, dvoucestný, můstkový, můstkový třífázový
  • Pasivní a aktivní filtry
  • Zdvojovače a násobiče napětí

9. Spínané napájecí zdroje, měniče, střídače

  • Blokové schéma spínacích zdrojů, princip činnosti
  • Rozdělení měničů
  • Pulzní měničů
  • Pulzní střídače, základní můstkové zapojení

10. Vlastnosti, parametry a základní zapojení zesilovačů

  • Rozdělení zesilovačů a jejich základní vlastnosti a základní parametry
  • Nastavení a stabilizace pracovního bodu zesilovače
  • Jednostupňový, vícestupňový zesilovač
  • třídy zesilovačů
  • zpětné vazby zesilovačů

11. Vlastnosti a parametry operačních zesilovačů

  • Značka, zjednodušená schémata, vnitřní struktura
  • Základní vlastnosti ideálního/reálného OZ
  • Ochrana OZ proti přetížení
  • Rozdělení OZ
  • Zpětné vazby zesilovačů

12. Základní zapojení s operačními zesilovači

  • Invertující, neinvertující, součtový a rozdílový OZ
  • Derivátor, integrátor, exponenciální a logaritmický OZ
  • Napěťový komparátor, Schmittův klopný obvod
  • Aktivní filtry

13. Oscilátory a generátory nesinusových kmitů

  • Podstata činnosti oscilátorů, základní parametry, vznik netlumených kmitů
  • Zpětnovazební oscilátory, podmínky vzniku oscilací
  • LC oscilátory s induktivní zpětnou vazbou
  • RC oscilátory
  • Generátory obdélníkových a trojúhelníkových kmitů

14. Bezdrátový přenos informací, sdělovací vedení, antény

  • Vznik, vlastnosti elektromagnetickým vln
  • Šíření elektromagnetickým vln prostorem
  • Rozdělení elektromagnetických vln
  • Vf vedení - náhradní schéma, vlnová impedance, šíření vln po vedení, impedanční přizpůsobení
  • Typy vf vedení a jejich vlastnosti
  • Druhy a vlastnosti antén

15. Analogové modulace, harmonická analýza

  • Pojem a princip modulace, rozdělení modulací
  • Amplitudová modulace - časové průběhy signálů, frekvenční spektra, vlastnosti
  • Frekvenční a fázová modulace - časové průběhy signálů, frekvenční spektrum, vlastnosti

16. Diskrétní modulace v základním a přeneseném pásmu

  • Nekódované modulace v základním pásmu PAM, PWM, PPM, PFM
  • Kódované modulace PCM, DPCM, DM, ADM
  • Diskrétní modulace s nosnými vlnami ASK, FSK, PSK
  • Více stavové diskrétní modulace snosnými vlnami QPSK, M-QAM, OFDM

17. Optoelektronické komunikační systémy

  • Výhody a problémy optoelektrických systémů
  • Základní zapojení optického spoje, zdroje záření (LED a laserové diody), detektory záření (fotodiody)
  • Optická přenosová cesta (optický kabel), výhody oproti metalickým kabelům, princip přenosu
  • Navazovaní paprsku do optického vlákna, přenosové parametry optických vláken (měrný útlum, disperse)
  • Typy optických vláken, spojování optických vláken
  • Vlnový multiplex, optické zesilovače, typy vlnových multiplexerů

18. Měření elektrického proudu a napětí, zvyšování rozsahu voltmetru a ampérmetru

  • Měření elektrického proudu
  • Měření elektrického napětí
  • Zvětšování rozsahu ampérmetru a voltmetru

19. Měření elektrického výkonu v obvodu stejnosměrného a střídavého proudu

  • Definice výkonů
  • Měření výkonu stejnosměrného proudu
  • Měření výkonu ve střídavém proudu

20. Analogový osciloskop, princip činnosti dle blokového schématu, způsoby měření

  • Blokové schéma analogového osciloskopu
  • Princip činnosti
  • Způsoby měření

21. Číslicové měřicí přístroje, popis jednotlivých částí, druhy A/Č převodníků

  • Blokové schéma číslicového MP - popis
  • Chyby číslicových MP
  • A/D převodníky

22. Regulační obvod

  • Blokové schéma regulované soustavy a regulátoru
  • Popis veličin regulačního obvodu a vysvětlení jednotlivých bloků
  • Zjednodušené schéma regulačního obvodu
  • Vysvětlit na příkladu regulaci
  • Řízení a ovládání blokové schéma
  • Regulace na konstantní hodnotu, regulace programová, vlečná a servomechanismy

23. Prvky pro získání informací snímače

  • Blokové schéma a snímače
  • Požadavky kladené na snímače
  • Rozdělení snímačů
  • SMART snímače, blokové schéma
  • Unifikované signály

24. Akční prvky - pohony

  • Definice akčního prvku, pohonu
  • Blokové schéma a pohonu
  • Rozdělení pohonů
  • Příslušenství - přídavná zařízení pohonů
  • Regulační orgán - rozdělení

25. Snímače

  • Snímače tlaku a síly
  • Snímače výšky hladiny
  • Snímače průtoku
  • Snímače teploty
  • Snímače polohy