1 - Informace, zpráva, kódování, přenosový kanál, signál, šum, redundance

Transkript

1 Obsah: Informace, zpráva, kódování, přenosový kanál, signál, šum, redundance... 3 Přerušení, DMA ve výpočetních systémech, vlastnosti, rozdíly, příklady použití... 5 Aplikační programové vybavení... 7 Číselné soustavy: typy, vlastnosti, převody mezi soustavami Programovací jazyky, typy, vývoj, objekty Booleova algebra: základní logické funkce, pravdivostní tabulka Kombinační obvody v počítačích: MUX, DEMUX, dekodér, sčítačka Sekvenční obvody ( RS, RST, D, JK, LATCH): vlastnosti, použití Paměť Cache: použití, typy, charakteristika, základní připojení k procesoru Překladače: Základní rozdělení, popis jednotlivých částí Počítač typu IBM PC: vývoj, popis jednotlivých částí, charakteristika Zobrazovací podsystém PC: popis, princip funkce, monitory a LCD Diskový podsystém: důležité části, princip záznamu dat, výkonové parametry Tiskárny: použité typy a metody tisku, srovnání Operační systémy: základní vlastnosti, použití, multitasking Synchronní, asynchronní a arytmický přenos. Podmínky pro přenos dat Optický záznam dat: princip, vlastnosti, použití Základní deska PC: funkce, hlavní části, rozměrové standardy Typy napájecích zdrojů pro PC, používaná napájecí napětí, konstrukce zdrojů Sběrnice počítače: připojování obvodů ke sběrnici, minimalizace odrazů Paměťové moduly pro PC: přehled typů, vlastnosti Vývoj a základní typy sběrnic PC: FSB, ISA, EISA, MCA, PCI, AGP Adresace procesoru I80386 v chráněném módu Protokol TCP/IP: základní vlastnosti, použití Antivirová ochrana: druhy virů, způsoby antivirové ochrany počítače Procesor I základní vlastnosti, vnitřní struktura, použití Instrukční soubor procesoru I Paměťový podsystém, charakteristika, způsob připojení k procesoru Propojovací subsystém procesoru I 8086, připojení V/V portů, typy sběrnic Procesor 80286, vlastnosti, charakteristika Analogový, číslicový a hybridní systém: společné znaky a rozdíly Procesor I 80486: vlastnosti, použití, vnitřní struktura Mikrokontroléry PIC: vlastnosti, charakteristiky Mikrokontroléry PIC: typy a formáty instrukcí, instrukční soubor Princip laserové tiskárny Způsoby adresace Von Neumannovo schéma počítače: obvodový a mikroprogramový řadič Reprezentace dat v počítači Procesory Intel Pentium 1,2,3,4: vlastnosti Strojový kód, assembler, zavaděč, spojovací program Operační systémy: přidělování operační paměti Systém ochran operační paměti, přístupová práva BIOS: Základní části, funkce, provedení a uložení Služby BIOSu: mechanismus poskytování služeb, obsluha klávesnice, video Startovací sekvence PC: průběh, důležité oblasti v paměti RAM Programovací jazyk PASCAL: struktura jazyka, procedury, definice typů Předávání a potvrzování zpráv v síti Vysvětlete pojmy: Dynamic Execution, Net Burst, MMX, SSE Základní rozhraní pro přenos dat:centronics, RS - 232,USB, Fire Wire

2 Programovací jazyk PYTHON, vlastnosti, použití Operační systém DOS, vlastnosti, správa paměti, souborový systém Operační systém Windows, vlastnosti, správa paměti, souborový systém Operační systém Linux Porovnejte vlastnosti OS DOS, Windows a Linux Realizace přenosového kanálu Model OSI : popis vrstev Topologie sítě: typy, základní vlastnosti,použití Kódování a modulace Typy sítí: dělení podle velikosti, přístupové metody Ethernet: popis, charakteristika, typy Token Ring: popis, charakteristika Vysvětlete pojmy: charakteristický interval, modulační rychlost Přerušení: funkce, tabulka vektorů přerušení, rezerv. přerušení Přepínání úloh (multitasking): princip, použití Optické vlákno: vlastnosti a použití v počítačových sítích Matematický koprocesor, vlastnosti, použití Operační systémy: Propojování počítačových sítí, používaná zařízení, vlastnosti Napájení a chlazení procesorů Sítě typu peer to peer a klient - server Radiové sítě: vlastnosti, přístupové metody, použití Internet: charakteristika, vlastnosti Elektronická pošta a související protokoly Internet: Používané protokoly

3 1 - Informace, zpráva, kódování, přenosový kanál, signál, šum, redundance Informace: sdělitelný poznatek, který má smysl a snižuje nejistotu je znalost, kterou příjemce před přijetím zprávy neměl, při čemž množství informace ve zprávě je relativní 1. data, která se strojově zpracovávají 2. vše co nám nebo něčemu podává (popř. předává) zprávu o věcech nebo událostech, které se staly nebo které nastanou Smyslem zpracování dat je vytvoření informace. Zpráva: uspořádaný soubor znaků, který je sestavován informačním zdrojem symbol je to elementární zpráva znak je to vlastně grafické znázornění symbolu syntaxe jsou pravidla pro výběr znaků při tvorbě zprávy data jsou to zprávy určené pro strojní zpracování údaj je zpráva získaná jako produkt jistého postupu Kódování: převedení zprávy do formy signálů, které se dají šířit po přenosovém kanálu - viz otázka č. 59 Kódování a modulace Přenosový kanál: soubor technických prostředků nutných k zabezpečení přenosu signálu od zdroje k příjemci přenosová cesta fyzikální prostředí, ve kterém se přenáší zpráva - viz otázka č. 56 Realizace přenosového kanálu -3-

4 Signál: hmotný nositel informace Analogový Analogové signály v elektronice jsou střídavá nebo stejnosměrná napětí a proudy, která se mění plynule, spojitě. Nemění se náhle, ve skocích. Jsou to například radiové vlny, zvukové tony nebo světelné záření Číslicový Číslicové signály jsou vlastně řadou impulsů či měnících se úrovní, které se mění nespojitě. Jsou to tedy impulsy napětí pulsující mezi dvěma definovanými (stanovenými) úrovněmi. Tyto úrovně znamenají vlastně vypnuto, zapnuto. Šum: nežádoucí rušivý signál Redundance: vícenásobné vysílání signálu (opakované) z důvodu poruchy spoje -4-

5 2 - Přerušení, DMA ve výpočetních systémech, vlastnosti, rozdíly, příklady použití Způsoby programové obsluhy propojení Propojení jednotek počítače vyžaduje odpovídající programovou obsluhu. Pokud jsou rychlosti obou spolupracujících částí srovnatelné a to jak řídící, tak i řízené, pak se může jednat o synchronní komunikaci. To bude pro programátora zcela jasná záležitost. V případě značně rozdílných rychlostí obou jednotek to však bude způsobovat problémy. Rychlá jednotka (procesor) je ztížena navíc spoluprací s řadou dalších jednotek. Proto musí být rychlejší jednotka zatížena jen minimálně operacemi s pomalejší jednotkou, čemuž se musí přizpůsobit programová obsluha a další odpovídající mechanizmy spolupráce. Rozlišujeme 4 základní způsoby práce : programová obsluha, obsluha s využitím přerušení, použití přístupu DMA, samostatné procesory (kanály) Obsluha s využitím přerušení Procesor na vnější popud přeruší svoji práci a na nezbytnou dobu se věnuje obsluze komunikace s propojenou jednotkou. Mechanismy přerušení jsou obvodově řešeny řadou způsobů, ale vždy se stejným výsledkem, kdy je generován nucený skok na adresu kde je program obsluhy uložen pomocí tabulky vektorů přerušení. Je nezbytné, aby hardwarově přiřazená váha zařízení odpovídala umístění vektoru v tabulce vektorů přerušení. Vektor přerušení je vlastně ukazatel na příslušnou obsluhu přerušení. Dále je nezbytné, aby podprogram přerušení neměl žádné další účinky na přerušený program. Obr. 1 - Princip získání adresy vektoru přerušení Vnější signál je zachycen na vstupu obvodu přerušovacího systému (obr. 1), který uchová informaci o příchodu přerušení. Pokud je signál propuštěn přes masku přerušení (například je blokován vyšší prioritou), dostává se k dekodéru, kde je váha přerušení převedena na binární číslo. To se pak používá jako ukazatel umístění vektoru v tabulce vektorů přerušení při přípravě ukazatele na příslušný vektor. Blokové přenosy DMA Ne vždy se musí procesor účastnit přenosu dat mezi 2 propojenými jednotkami. Pokud je propojení realizováno dle obr. 2, pak může docházet ke 3 variantám přístupu jednotek na sběrnici : procesor je řadičem DMA vyzván k odpojení se od sběrnic a následně řadič DMA jen na dobu přenosu ovládá sběrnice přímý přístup do paměti (DMA) -5-

6 řadič zpomalí procesor za účelem přímého přístupu do paměti tak, že po dobu přenosu dat zastaví jeho hodiny kradení cyklů procesor se podělí o sběrnici v reálném čase tak, že část cyklu sběrnice připadne jedné jednotce a část druhé, aniž se významně sníží rychlost provádění instrukcí multiplexování. Obr. 2 - Zapojení řadiče sběrnice a procesoru pro přímý přístup do paměti Vstup a výstup dat z DMA Žádost od periferie o přenos celého bloku dat přijde pomocí signálu DRQi na obvod 8237A. Tento obvod pak za pomoci signálů HRQ a Hold žádá procesor o odpojení od sběrnice. Procesor potvrzuje odpojení od sběrnice signálem HLDA a obvod 8237A přebírá řízení sběrnic. Arbitr sběrnice vyřizuje žádosti o přidělení sběrnice. V případě několika současných požadavků je sběrnice přidělována podle priority. Žádosti se zpracovávají některým z prioritních zapojení : sériovým sérioparalelním paralelním Do prioritního zapojení náleží 3 skupiny vodičů : žádost o přidělení sběrnice souhlas potvrzení převzetí sběrnice Každé z prioritních zapojení má různý počet vodičů ve skupinách. Například pro sériové zapojení stačí pro každou skupinu 1 vodič. Pro paralelní zapojení je třeba tolik vodičů, kolik je žadatelů. Sběrnice zajišťuje též přenos žádosti o přerušení. Žádosti o přerušení vyhodnocuje řadič přerušení. Řadič přerušení je vždy centralizovaný.velká většina sběrnic přenáší vektorové přerušení, kde hardware identifikuje zařízení žádající o obsluhu. Řadič přerušení vysílá vektor přerušení (číslo), které určí v tabulce přerušení virtuální adresu obslužného programu. Vstup a výstup dat s přerušením Periferní zařízení vyšle přes konektor I/O požadavek na obsluhu. Řadič přerušení přijme tuto žádost jako požadavek IRQx a proto vyšle na procesor žádost o přerušení INTR. Pokud procesor přijme žádost o přerušení (to znamená, že není zákaz přerušení), nejprve dokončí rozpracovanou instrukci, uloží rozpracovaná data do zásobníku, vygeneruje návratovou adresu A + 1 a vyšle 2x signál INTA. Při druhém signálu INTA přijme procesor vektor přerušení příslušné periferie. V tabulce přerušení zjistí bázovou adresu CS a ukazatel IP. Tyto údaje zapíše do deskriptoru a začne obsluhovat periferii dle programu. - viz otázka č Propojovací subsystém -6-

7 3 - Aplikační programové vybavení: zpracování textů, tabulkové procesory, databáze, návrhové systémy apod. Programový balík "Office" (textové editory, tabulkové procesory, databáze) Poskytován firmou Microsoft a jeho základní verze obsahuje textový editor Word, tabulkový procesor Excel a databázový systém Access a prezentace Powerpoint. Výhodou kancelářského balíku je, že programy jsou spouštěny z jednotného prostředí a je možné volně přecházet z jednoho do druhého pomocí techniky objektového spojování a vkládání Krátký popis jednotlivých aplikací Office 2003 Microsoft Office Outlook 2003 Aplikace Outlook 2003 je správcem osobních údajů a komunikačním programem systému Microsoft Office System. Poskytuje místo pro správu ů, kalendářů, kontaktů a dalších osobních údajů nebo informací o týmu. Důležitá zdokonalení v aplikaci Outlook 2003, například nový režim ukládání do mezipaměti, automatické seskupování zpráv, práce s nevyžádanou poštou a vylepšené zobrazení usnadňující čtení, podstatně zlepšují způsob organizace a správy informací a zlepšují výkon a připojení uživatelů. Microsoft Office Word 2003 Aplikace Word 2003 je textový editor systému Microsoft Office System. Aplikace Word 2003 nabízí nové funkce, které usnadňují vytváření, sdílení a čtení dokumentů. Funkce týkající se revizí a značek byly zdokonaleny, aby vyhovovaly různým způsobům, které uživatelé používají při sledování změn a správě komentářů. Aplikace Word 2003 také podporuje jazyk XML (Extensible Markup Language) jako nativní formát souborů a slouží jako plně funkční editor jazyka XML. Aplikaci Word 2003 lze navíc použít k ukládání a otevírání souborů ve formátu XML při jejich integraci s klíčovými podnikovými daty organizace. Microsoft Office Excel 2003 Aplikace Excel 2003 je tabulkový procesor systému Microsoft Office System. Zahrnuje širokou podporu formátu XML a nové funkce usnadňující analýzu a sdílení informací. Část tabulky je možné definovat jako seznam a exportovat jej na webový server služby SharePoint pro systém Microsoft Windows. Inteligentní značky aplikace Excel 2003 jsou pružnější a zdokonalení statistických funkcí umožňuje lepší analýzu informací. Microsoft Office PowerPoint 2003 Aplikace PowerPoint 2003 je program pro grafické prezentace, který uživateli umožňuje ovlivňovat své okolí osobně či online. Díky zlepšení uživatelského rozhraní a podpoře inteligentních značek aplikace PowerPoint 2003 zjednodušuje zobrazování a vytváření prezentací. Vylepšena je také podpora multimédií. Soubory aplikace PowerPoint 2003 je možné jednodušeji ukládat na disk CD-ROM a integrace s programem Microsoft Windows Media Player umožňuje přehrávání datového proudu zvuku a videa v prezentaci. Microsoft Office Access 2003 Aplikace Access 2003 slouží pro správu databází systému Microsoft Office System. Nabízí jednodušší ovládání a rozšířené možnosti importu, exportu a práce s datovými soubory ve formátu XML. Práce je nyní snazší, jelikož aplikace Access 2003 určí a označí běžné chyby a nabídne možnosti jejich opravy. Nová funkce také umožňuje vývojářům databází určit závislosti objektů. -7-

8 Aplikace Microsoft Office OneNote 2003 Aplikace OneNote 2003 slouží v systému Microsoft Office System k zaznamenávání a správě poznámek. Tato nová aplikace umožňuje zaznamenat, uspořádat a opakovaně použít poznámky v přenosném nebo stolním počítači nebo v počítači Tablet PC. Aplikace OneNote 2003 poskytuje jedno místo pro zaznamenání různých typů informací, včetně poznámek zadaných pomocí klávesnice, ručně psaných poznámek, ručně nakreslených diagramů, zvukových poznámek, fotografií a obrázků z webu a informací z jiných aplikací. Umožňuje následné uspořádání a opakované použití těchto informací způsobem, který upřednostňujete. Aplikace Microsoft Office FrontPage 2003 Aplikace FrontPage 2003 slouží v systému Microsoft Office System pro vytváření a správu webů. Poskytuje výkonné funkce a ovládací prvky, které umožňují návrh dokonalejších webů, rychlejší generování kódu a zahrnutím funkcí jazyka XML a připojením k externím zdrojům dat rozšiřují možnosti práce s weby. Pomocí aplikace FrontPage 2003 je možné rozšířit publikování na webu ze statických stránek na pokročilé interaktivní weby. Aplikace Microsoft Office InfoPath 2003 Aplikace InfoPath 2003 slouží v systému MS Office System ke sběru a správě informací, což zjednodušuje proces sběru dat. Tato nová aplikace umožňuje vykonávání tří klíčových činností: vytváření dynamických formulářů, dokončení formulářů a jejich odeslání do systémů a podnikových procesů podporujících jazyk XML. Poskytuje vysoce efektivní a flexibilní způsob sběru informací a umožňuje všem uživatelům v organizaci jejich opakované použití. Aplikace InfoPath 2003 usnadňuje uživatelům pracujícím s informacemi včas poskytnout a získat potřebné údaje, které vedou k rozhodnutím založených na lepších informacích. Aplikace Microsoft Office Publisher 2003 Aplikace Publisher 2003 je program systému Microsoft Office System pro desktop publishing. Díky této aplikaci je vytváření, návrh a publikování profesionálních marketingových a komunikačních materiálů snazší než kdykoli předtím. Pomocí uživatelského rozhraní důvěrně známého z ostatních aplikací systému Microsoft Office System lze vytvořit materiály pro tisk, a web. Aplikace Publisher 2003 posunuje vytváření a publikování marketingových materiálů na novou úroveň. Aplikace Microsoft Office Visio Aplikace Visio je program systému Microsoft Office System pro tvorbu podnikových a technických diagramů. Pomáhá převádět myšlenky a tradiční podniková data na diagramy. Umožňuje lépe porozumět důležitým informacím a usnadňuje jejich sdělování, takže je možné zlepšit proces přijímání rozhodnutí, dosáhnout společného postoje napříč organizací, zlepšit komunikaci a působit na posluchače profesionálnějším a trvalejším dojmem. Aplikace Microsoft Project Aplikace Microsoft Project slouží v systému Microsoft Office System ke správě projektů. Zahrnuje aplikaci Microsoft Project Professional i server Microsoft Project Server. Společně poskytují výkonné řešení pro správu projektů organizace (Enterprise Project Management), které umožňuje organizacím uspořádat podnikové iniciativy, projekty a zdroje s cílem dosáhnout lepších obchodních výsledků. Použijete-li flexibilní funkce pro zasílání zpráv a analýzu, zajistíte si aktuální informace, s jejichž pomocí lze optimalizovat zdroje, stanovit priority práce a sladit projekty s celkovými cíly podniku. Alternativy k MS Office: OpenOffice, StarOffice, 602 Software -8-

9 Textový editor: obsahuje různé typy písma, obrázky, grafy umožňuje tisk složitějších formulářů a psaní publikačních a prezentačních textů možnost transportu (import, export) objektů využívá možností grafických Windows zobrazují "wysiwyg" způsobem (what you see is what you get) možnost True Type Fontů=umožňuje změnu velikosti písma zadáním poměru možnost definice a použití stylů písma, tvorba tabulek, kreslení obrázků a grafů možnost psaní matematických vzorců a tiskových sestav pomocí makrojazyka podpruje kontrolu pravopisu a práci se skenerem Tabulkový procesor: pracuje s daty ve formě čísel uspořádaných do tabulky lze využít k matematickým a technickým výpočtům s využitím matematických funkcí výsledek lze zobrazit ve formě tabulky nebo grafu tabulky mohou obsahovat: čísla, písmena, vzorce a data umožňují použití makrojazyka(visual Basic for Aplikations) umožňují vkládání obrázků a transport objektů(import, export) do a z textových editorů a databázových programů příklady konkurenčních výrobků: Databáze: množina datových záznamů, umožňující tvorbu nových množin záznamů specifických vlastností Druhy: hierarchické - data propojena vertikálním uspořádáním(nadřízený-podřízený) relační - vazby pomocí relačních vztahů(relace-vazba či souvislost) objektové - vazby definovány příslušností k objektu v rámci objektové hierarchie Vlastnosti: vstupem je vstupní formulář, výstupem je výstupní sestava využití k hromadnému zpracování dat Dotazovací jazyky: QBE-Query By Example SQL-Structured Query Language Windows: FoxPro for Windows, Paradox(jazyk ObjectPAL), Access(Objektová se standartem ODBC- Open Data Base Connectivity) a Aproach od Lotusu UNIX: pro větší podniky Oracle a Informix -9-

10 4 Číselné soustavy: typy, vlastnosti, převody mezi soustavami -10-

11 -11-

12 5 Programovací jazyky, typy, vývoj, objekty Nejstaršími a v hierarchii programovacích jazyku nejnižšími jsou strojové jazyky a jejich symbolická verze jazyky symbolických instrukci (zvané též jazyky symbolických adres nebo assemblery). Souhrnně tyto jazyky nazýváme strojové orientované jazyky. Program zapsány ve strojově orientovaném jazyku je posloupnost elementárních příkazu, které nazýváme instrukce a které může počítač přímo provádět (každá instrukce odpovídá jedné operaci procesoru). I značně dlouhý program v tomto jazyku je tedy dobře zvládnut počítačem, který mechanicky provádí jednotlivé instrukce bez ohledu na jejich význam a důsledky. Mnohem obtížnější je však práce programátora, který se musí zabývat významem programu a potýká se tedy s obtížným problémem porozumění dlouhé posloupnosti elementárních instrukcí. Jednou z hlavních příčin nesrozumitelnosti programů napsaných ve strojově orientovaném jazyku je jejich nestrukturovanost. Tento nedostatek se snaží odstraňovat vyšší programovací jazyky. Pro jejich historii je charakteristické hledaní a zavadění vhodných struktur (operačních, řídicích a datových), které zvyšují srozumitelnost programu a tím zjednodušují programovaní. Jedním z prvních programovacích jazyku byli Cobol a Fortran, pak přichází BASIC. Koncem 60. let byly formulovány zásady strukturovaného programování, které umožňuji psát programy systematicky, přehledně a dávají možnost ověřit správnost algoritmu. Jazyk Pascal je prvním programovacím jazykem, který důsledně z těchto principu vychází. Byl navržen počátkem 70 let. Posléze se tento jazyk stal velmi populárním. Jazyk Turbo Pascal firmy Borland je pak přínosem a komerčně úspěšnou implementaci původního Pascalu. DELPHI má dlouhé dějiny jeho kořeny sahají až k pascalskému kompilátoru firmy Borland. Jazyk Delphi je založen na komponentech, je to vlastně kompilátor Pascalu s vizuálním vývojovým prostředím. Visual Basic je konkurenční produkt firmy Microsoft, stejně tak založený na komponentech: pro dílčí úlohy existovaly hotové komponenty, které programátor jednoduše vložil do svého programu, což enormně zjednodušovalo a urychlovalo vývoj mnoha aplikaci. Komponenty pro Visual Basic, jsou vyvíjeny v C. C/C++ - je objektově orientovány jazyk. V objektově orientovaných jazycích můžeme definovat datový typ objekt, který obsahuje proměnné, nazývané vlastnosti, a procedury a funkce, nazývané metody. V souvislosti s OOP se často používá pojem dědičnost. Jde o to, že od již existujícího objektu můžeme odvodit nový, kterému přidáme některé vlastnosti nebo metody navíc, případně některé definujeme jinak. Ušetří to mnoho práce a program je daleko přehlednější. Java je dítkem firmy Sun Microsystem. Jedním z cílu tvůrců tohoto jazyka byla co nejvyšší nezávislost na platformě, a tedy maximální možná přenositelnost. Své mety dosáhlí tím, že vytvořili interpretovány jazyk. Zdrojový program v Javě se ovšem neinterpretuje přímo. Nejprve se přeloží do tzv. Bajtového kódu (bytecode, soubory s příponou class). Bajtový kód pak interpretuje tzv. javský virtuální stroj (Java Virtual Machine). Program je velice podobny programu v C++, obsahuje ovšem méně nebezpečných rysu. -12-

13 Skriptovací jazyky se od klasických programovacích jazyku odlišuji. Jejich návrh směruje k tomu, aby programátor zvládl vyřešit danou úlohu co možná nejrychleji, na rychlosti běhu výsledné aplikace nezaleží. Tyto jazyky jsou většinou interpretované, a nikoli kompilované, takže programátor bez dlouhé kompilace projektu vidí důsledky změn v kódu. Tyto jazyky jsou stvořeny pro webové aplikace. Známe tyto skriprtovací jazyky: Perl, PHP, Python. Všechny jazyky jsou velmi dobře čitelné, srozumitelné a pochopitelné "na první pohled". Microsoft Visual Studio Visual Studio 2005 je komplexní sada nástrojů pro vývoj a správu celé řady aplikací v prostředí Windows a Microsoft.NET Framework včetně tzv. webových služeb založených na XML. Visual Studio přináší jednotné sdílené vývojové prostředí. Visual Studio obsahuje komponentově orientované vývojářské nástroje a doplňkové technologie, které usnadňují týmovou práci při návrhu. Visual Studio podporuje.net Framework, základní jádro pro tvorbu a provoz Webových aplikací a služeb. Pomocí Visual Studia je možné vyvíjet rozsáhlé aplikace na serverové straně i plnohodnotné aplikace pro malá přenosná zařízení typu PocketPC. V rámci prostředí Visual Studio lze používat mnoho programátorských jazyků, jako součást Visual Studia získáváte jazykové prostředí Visual Basic, Visual C#, Visual C++ a Visual J#. -13-

14 6 Booleova algebra: základní logické funkce, pravdivostní tabulka Základní logické funkce: 1) Logický součet(disjunkce) OR - Y=a+b a b y ) Logický součin(konjunkce) AND - Y=a.b a b y ) Negace logického součtu NOR - Y = a + b a b y ) negace logického součinu NAND - Y = a. b a b y ) neshoda, negace ekvivalence EX-OR - Y = a. b + a. b a b y ) Shoda, ekvivalence, EXCUSIVE-NOR (EQ) - Y = a. b + a. b a b y

15 Zákony Booleovy algebry: 0.0 = = = = = = = = 1 Zákon neutrálnosti 1 a 0: a+0=a a.1=a Zákon agresivnosti 1 a 0 a+1=1 a.0=0 Zákon o idempotenci prvků a+a=a a.a=a Zákon o vyloučení třetího a + a = 1 a. a = 0 Komutativní a+b=b+a a.b=b.a Asociativní (a+b)+c=a+(b+c) (a.b).c=a.(b.c) Distributivní (a+b).c=a.c+b.c (a+c).(b+c)=a.b+c Zákon absorpce negace x + x. y = x + y x.(x+y)=x.y Zákon dvojí negace a= a Pravdivostní tabulka: - Jiný způsob vyjádření logické funkce. - Jednoznačně přiřazuje hodnotu logické funkce (výstupní) pro všechny kombinace vstupních proměných - Levá část obsahuje všechny možné kombinace hodnot vstupních proměnných to znamená, že má tolik sloupců, kolik je proměných tj. n. - Pravá část obsahuje výslednou hodnotu logické pro každou kombinaci vstupních hodnot v levé části - Počet všech stavů proměnných vyplývá ze vzorce: N n = 2 kde n je počet proměnných. - Stavový index každého řádku což je desítkové číslo s, které dostaneme pokud převedeme stav nezávisle proměnných které považujeme za binární číslo do desítkové soustavy -15-

16 7 - Kombinační obvody v počítačích: MUX, DEMUX, dekodér, sčítačka - Vytvořeny z hradel, jejich výstup je dán pouze okamžitou kombinací vstupních stavů. - Pokud vytvoříme a realizujeme jakoukoliv rovnici, kde není počítáno s předchozím stavem, pracujeme s kombinačním obvodem. Běžné kombinační obvody, které jsou brány jako funkční celky jsou: dekodéry multiplexory a demultiplexory sčítačka poloviční a úplná Dekodéry: Jsou kombinační logické obvody, které v reakci na vstupní kombinaci stavů generuje určitý kód. Převádí kód n vstupních proměnných na kód m výstupních proměnných. Dekodéry s převodem na kód binární (z kódu 1 z 10 na binární, z N+3,..) Binární dekodéry je souhrnný název pro dekodéry převádějící binární kód na jakýkoliv jiný kód.základním dekódovacím obvodem je hradlo AND. Rozdělení multiplexorů a demultiplexorů Multiplexory a demultiplexory lze rozdělitna : - Mechanické - Elektronické - Analogové - Číslicové Nejjednodušší multiplexor (demultiplexor) je více poziční přepínač, který se nazývá selektorový nebo výběrový. Mechanické jsou nejjednodušší, rychlost je velmi omezená, neumožňují jednoduché automatické adresování.elektronické multiplexory konstruované pro číslicový signál jsou sestaveny z hradel. Multiplexor Je přepínač, kterým se může přepínat n vstupů na jediný výstup a provádět tak výběr jednoho údaje z x dalších pomocí výběrových signálů. Obecně: Multiplexor je obvod s 2 n informačními vstupy, n adresovými vstupy a jedním výstupem. Binární datový selektor Nejjednodušší číslicový multiplexor, který má dva vstupní zdroje dat a jednoduchý výstup, přičemž každý ze vstupních zdrojů může být vybrán a napojen na výstup. Lze ho realizovat invertorem a třemi hradly typu NAND, A B jsou vstupy dat, X je řídící stup. Stav tohoto vstupu určuje, který vstupní signál se dostane na výstup. -16-

17 Demultiplexor Zařízení zcela opačné, opět se jedná o přepínač, ale přepíná jedinou sběrnici (vstup) na n možných výstupů pomocí výběrových signálů (adres). Binární demultiplexor Vstup přiveden na obě výstupní hradla. Signálem X se vybírá obvod, obdobně jako u binárního datového selektoru. Sčítačky Binární sčítačka je základním počítacím obvodem používaným u číslicových počítačů, elektronických kalkulaček, mikroprocesorů a dalších číslicových zařízení používající číslicové operace. Její funkcí je sčítání dvou binárních čísel. Základní pravidla pro sčítání dvou binárních čísel jsou: 0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=0 a přenos do vyššího řádu Poloviční sčítačka Obvod EX-OR umí sečíst dva bity, ale neumí vygenerovat přenosový bit, který je potřeba připočíst k bitům vyššího řádu v případě, jsou-li oba sčítané bity jedničkové. Je třeba najít obvod který tento bit vygeneruje. Musí mít na výstupu log 1 jen v případě, jsou-li oba sčítané bity jedničkové. Tomu odpovídá hradlo AND. Matematické vyjádření poloviční sčítačky: A. B + A. B C = A. B A B C

18 Úplná sčítačka Abychom mohli sečíst dvě vícebitová čísla, musíme umět: - sečíst dvě číslice stejného řádu - vygenerovat přenos do vyššího řádu - přijmout přenos z nižšího řádu Úplná sčítačka má tedy v porovnání s poloviční sčítačkou navíc přenos z nižšího řádu Matematické vyjádření plné sčítačky: Cn.( A. B + A. B) + Cn ( A. B + A. B) C = A. B + C ( A ) n + 1 n + B C n A B C n

19 8 - Sekvenční obvody ( RS, RST, D, JK, LATCH), vlastnosti, použití Sekvenční logický obvod vznikne z kombinačního obvodu doplněním o tzv. zpětnou vazbu. Tu lze vytvořit 3 způsoby: 1) ze stávajícího výstupu na nový vstup z 1 2) ze stávajícího výstupu na stávající vstup z 2 3) z nového výstupu na nový vstup z 3 U sekvenčních obvodů je hodnota výstupních proměnných závislá jednak na kombinaci vstupních proměnných a na předcházejících vnitřních stavech. Klopný obvod RS Jedná se o základní sekvenční obvod využívající 2 stabilních stavů: R (reset) nulování S (set) nastavení Jestliže se aktivuje vstup R, objeví se na výstupu stav logické 0, klopný obvod se vynuluje. Aktivuje-li se vstup S na výstupu je Q logický stav 1. Obvod se nastavil. Zapojuje se buď z hradel NOR nebo NAND. Klopný obvod RS z hradel typu NOR R S Q Q 0 0 předchozí stav (pamatování) nastavení log 1 (nastavení) nastavení log 0 (nulování) zakázaný stav - Pokud přivedeme na vstupy S a R log 0 klopný obvod zůstává v předchozím stavu. - Pokud přivedeme na R logickou 1 pak klopný obvod přejde do stavu 0. Nezávisle na předchozím stavu. - Když se na vstup S přivede logická 1 pak se na výstupu objeví 1 a zůstane zde i po skončení logické 1 na vstupu. - Současné přivedení signálů na vstupy R a S vede do neurčitého stavu (klopný obvod bude současně nastavován i nulován), to nemá smysl, proto se jedná o zakázaný stav. Klopný obvod RST Klopný obvod RS je doplněn řídícím vstupem. Tento vstup označený T (time) má možnost zablokovat činnost KO a nechat ho trvale v jednom ze stavů. Pokud je na řídícím vstupu stav logické 0, je jakákoliv změna tohoto obvodu je blokována. Pokud je na řídícím vstupu logická 1 klopný obvod začne pracovat. -19-

20 T R S Q předchozí stav (pamatování) předchozí stav (pamatování) předchozí stav (pamatování) předchozí stav (pamatování) předchozí stav (pamatování) nastavení log 1 (nastavení) nastavení log 0 (nulování) zakázaný stav Klopný obvod typu D U tohoto obvodu nemůže nastat zakázaný stav v závislosti na datovém a hodinovém vstupu. Vstup C je řídící nebo též hodinový vstup. Obvod pracuje v okamžiku, kdy na řídícím vstupu dochází ke změně stavu z logické 0 na stav logické 1. Pokud na vstupu C není náběžná hrana činnost obvodu je zablokována na výstupu je předchozí stav. Obvod se může dostat do zakázaného stavu v případě, že na vstupu P (preset nastavení) a vstup CL (Clear nulování) se přivede logická 0. Tyto vstupy mají vyšší váhu, než datový vstup! D Q t Klopný obvod typu J-K master-slave Celkové uspořádání funguje ve dvou časových fázích: Má dva datové vstupy J a K, a jeden řídící C. Obvod se překlápí pouze při změně stavu hodinového vstupu z logické 1 do stavu logické 0 (závěrná hrana). Skládá se ze dvou částí. První ovládá vstupy (rozhoduje se o stavu na výstupech), druhá výstupy (rozhodnutí se provádí). Obě fáze jsou vázány na řídící signál. Při náběžné hraně obvod zaznamenává kombinaci vstupů J a K, při závěrné ji vyhodnotí podle pravdivostní tabulky. 1. vstupní informace se přenese do prvního stupně (druhý stupeň zůstává nezměněn) 2. stav z prvního stupně se přenese do druhého -20-