Mechanika a molekulová fyzika
F 01 000

Kredit:A9

Rozsah: 4/2

Zakončení:Z Zk

Semestr:zimní

Zkouška:písemná část příkladová (min. 1/3 správně), část ústní.

Zápočet:úspěšné otestování 5 elaborátů a získání min. 30 bodů z 2 testů (max. 60 bodů).

Přednášející:doc. Ing. Petr Habrman, CSc.

Cvičení:

Doporučená literatura: [45], [77], [78], [81], [82], [94], [102], [104], [150], [155], [161], atd.

Synopse

Předmět "Mechanika a molekulová fyzika" je úvodním předmětem čtyřsemestrálního kurzu základů fyziky. První přednášky jsou věnovány prezentaci matematického aparátu ve fyzice. Cílem předmětu je seznámit studenty s vybranými zákonitostmi z mechaniky a termodynamiky na vysokoškolské úrovni. Výklad je doplněn demonstracemi studovaných jevů. Sylabus platí pro přednášku i cvičení.

Sylabus

Úvod do studia fyziky. Základy vektorového počtu, operátory. Fyzikální veličiny a jednotky. Soustavy souřadnic.

Kinematika hmotného bodu. Parametrické vyjádření pohybu. Klasifikace pohybů a veličiny, které je charakterizují. Skládání pohybů.

Dynamika hmotného bodu. Newtonovy zákony – inerciální soustavy, hybnost, pohybová rovnice. Pohyb v tíhovém poli. Skládání a rozklad sil. Impulz a moment síly, moment hybnosti. Práce, výkon, účinnost, kinetická a potenciální energie, zákon zachování mechanické energie.

Gravitační pole. Keplerovy zákony. Newtonův gravitační zákon. Intenzita a potenciál gravitačního pole.

Soustava hmotných bodů, tuhé těleso. Impulzové věty, střed hmotnosti, těžiště, skládání sil v tělese, rovnováha tělesa, tření.

Rotace tuhého tělesa. Pohybová energie tělesa, moment setrvačnosti, Steinerova věta. Pohybová rovnice rotačního pohybu, práce a výkon. Kyvadla.

Srážkové procesy. Typy srážek, laboratorní a těžišťová soustava.

Relativistická mechanika. Galileiho a Lorentzova transformace, kinematické a dynamické důsledky speciální teorie relativity.

Hydromechanika. Základní rovnice hydrostatiky. Povrchové napětí, kapilární efekty. Hydrodynamika ideální kapaliny – rovnice kontinuity a Bernoulliova.

Kmity a vlnění. Kmitavý pohyb, netlumený harmonický oscilátor a jeho energie, kmity tlumené a nucené – rezonance. Skládání kmitů. Mechanické vlnění postupné, Huygensův princip. Vlnová rovnice. Vlnění příčné a podélné, interference vlnění, princip superpozice, stojaté vlnění, Fermatův princip, odraz a lom vlnění. Dopplerův jev. Rychlost šíření vlnění v plynech, kapalinách a pevných látkách. Intenzita vlnění. Zvuk a ultrazvuk.

Molekulová fyzika. Látkové množství, teplota, ideální plyn. Zákony Gay-Lyssacův a Boylův-Mariottův. Stavová rovnice ideálního plynu. Stavová rovnice ideálního plynu podle kinetické teorie, Maxwellovo rozdělení rychlostí, vnitřní energie. Stavová rovnice reálného plynu.

Termodynamika. Teplo a tepelná kapacita. I. věta termodynamická. Vratný děj izochorický, izobarický, izotermický, adiabatický. Carnotův kruhový děj a jeho účinnost. II. věta termodynamická.

Fázové přechody. Gibbsovo pravidlo fází, Clapeyronova rovnice, fázový diagram. Šíření tepla. Vedení tepla, tepelná vodivost, Fourierův zákon, přestup tepla rozhraním.

Fyzikální praktikum I – Mechanika a molekulová fyzika
F 01 001

Kredit:A5

Rozsah:0/3

Zakončení:Z

Semestr:zimní

Zápočet:úspěšně vypracovat a otestovat 11 protokolů.

Vedoucí laboratoře:

Vyučující:

Doporučená literatura: [169]

Synopse

Studenti budou v rámci praktických měření ověřovat základní principy mechaniky a molekulové fyziky.

Seznam úloh

  1. Úvodní praktikum.
  2. Měření základních fyzikálních veličin.
  3. Měření tíhového zrychlení.
  4. Moment setrvačnosti.
  5. Steinerova věta.
  6. Modul pružnosti v tahu.
  7. Modul pružnosti ve smyku.
  8. Balistické kyvadlo.
  9. Kalorimetrická měření.
  10. Měření tepelné vodivosti kovů.
  11. Viskozita kapalin.
  12. Vlastnosti plynů.

Základy měření
F 01 002

Kredit:A2

Rozsah:0/1, 0/2

Zakončení:Z

Semestr:zimní

Zápočet:aktivní vystoupení se zadaným referátem, zisk minimálně 15 bodů ze závěrečné písemky (max. 26 b.).

Vyučující:doc. Ing. Petr Habrman, CSc.

Doporučená literatura:[8], [15], [51], [54], [109], [114], [151], [152]

Synopse

Předmět "Základy měření" představuje teoretickou i praktickou přípravu pro všechna fyzikální Praktika, jež student absolvuje během studia.

Sylabus

Úvod. Fyzikální veličiny a jednotky (pojem fyzikální veličiny; měrové jednotky a jejich sou¬stavy); mezinárodní soustava jednotek SI; fyzikální měření (etapy fyzikálního měření; metody fyzikálního měření).

Neurčitost měření, chyby měření a vyrovnávací počet. Neurčitost měření (typ neurčitosti A-B); chyby měření (absolutní a relativní; soustavné chyby; nahodilé chyby; střední (kvadratická), průměrná, pravděpodobná a krajní chyba); vyrovnávací počet (vyrovnání přímých měření stejně přesných; vyrovnání přímých měření nestejně přesných; vyrovnání přímých měření stejně nebo nestejně přesných; vyrovnání zprostředkujících měření; vyrovnání závislých měření; určení konstant a empirických vzorců: metoda nejmenších čtverců, metoda skupinová, metoda postupná, metoda grafická; interpolace, extrapolace, interpolační splajn; grafické zpracování výsledků měření; interval spolehlivosti a Studentovo rozdělení); zpracování naměřených hodnot.

Základní charakteristiky přístrojů.

Základní měření. Měření hmotnosti; délek, ploch a objemů; času a měření pravidelně se opakujících veličin; hustoty; tlaku; teploty; vlhkosti; měrného tepla látek pevných a kapalných; rychlosti a zrychlení; fotometrické veličiny a jejich měření; měření viskozity a povrchového napětí kapalin.

Elektřina a magnetismus
F 01 100

Kredit:A9

Rozsah:4/2

Zakončení:Z Zk

Semestr:letní

Předpoklady:F 01 000

Zkouška:písemná část příkladová, část ústní (min. 1/3 správně).

Zápočet:úspěšné otestování elaborátů a získání minimálně 50% bodů z testů.

Přednášející:prof. Ing. Jaromír Pištora, CSc.

Cvičení:RNDr. Roman Strzondala

Doporučená literatura:[46], [77], [78]

Synopse

Předmět "Elektřina a magnetismus" je orientován na teoretické a experimentální aspekty elektromagnetických polí. Cílem je představit studentům vysokoškolsky pojaté modely, které zobrazují danou fyzikální problematiku. Sylabus platí pro přednášku i cvičení.

Sylabus

Elektrostatika. Elektrické pole, elektrický náboj, Coulombův zákon; základní úkazy v elektrostatice; intenzita a potenciál elektrostatického pole; Gaussova věta elektrostatiky; rovnice Poissonova a Laplaceova; vodič v elektrostatickém poli; kapacita vodiče a kondenzátory; energie elektrostatického pole; dielektrika, vektor polarizace a elektrostatická indukce, pole na rozhraní dvou dielektrik, reálná dielektrika, pole v anizotropním prostředí.

Přenos elektrického náboje. Elektrická vodivost v pevných látkách; Fermiova rozdělovací funkce; měrná vodivost v kovech a polovodičích; rovnice kontinuity; Ohmův zákon v diferenciálním a integrálním tvaru; Jouleovo teplo; elektromotorické napětí, zdroj napětí, zdroj proudu; Kirchhoovy zákony elektrického proudu; práce a výkon.

Střídavý proud. Ohmův zákon v komplexním tvaru; kmity elektrického obvodu RLC; střídavé elektrické obvody.

Magnetismus. Stacionární magnetické pole; intenzita pole, magnetická indukce; Biotův-Savartův zákon a jeho aplikace; Ampérův zákon a jeho aplikace; síla v magnetickém poli; Gaussova věta pro magnetické pole, magnetické obvody.

Elektromagnetická indukce. Magnetický tok, vlastní a vzájemná indukčnost; energie magnetického pole; magnetická polarizace, ferromagnetismus, hysterézní smyčky.

Maxwellovy rovnice. Zobecnění empirických zákonů ve formě Maxwellových rovnic; Maxwellovy rovnice v integrálním a diferenciálním tvaru a jejich základní důsledky.

Fyzikální praktikum II – Elektřina a magnetismus
F 01 101

Kredit:A5

Rozsah:0/3

Zakončení:Z

Semestr:letní

Předpoklady:F 01 001, F 01 002

Zápočet:naměření a úspěšné otestování všech úloh.

Vedoucí laboratoře:RNDr. Hynek Sekanina, Ph.D.

Vyučující:RNDr. Hynek Sekanina, Ph.D.

Doporučená literatura:[20], [26], [29], [34], [145]

Synopse

Studenti budou v rámci praktických měření seznámeni se základními principy působení elektrických a magnetických sil. Během měření budou seznámeni s konstrukcí přístrojů, jejich přesností a ovládáním.

Seznam úloh

  1. Měření základních veličin. Měření napětí, proudu, odporu, výkonu a frekvence, fáze; ověření Kirchhofových zákonů.
  2. Cejchování měřicího ústrojí laboratorním přístrojem; určení vnitřního odporu měřidla; změna rozsahu ampérmetru a voltmetru.
  3. Měření odporu výchylkovými metodami. Měření velmi malých a velkých odporů.
  4. Můstkové obvody.
  5. Princip napěťové a proudové kompenzace a její užití pro stanovení elektromotorického napětí primárního článku.
  6. Práce elektrického proudu; ověření vztahů mezi veličinami popisujícími stejnosměrný a střídavý proud (elektrický kalorimetr); graduace ampérmetru coulombmetrem na vodík. Měření efektivní a max. produ, napětí. Měření účiníku.
  7. Experimentální vyšetřování elektrického pole.
  8. Chování některých základních pasivních prvků v obvodu střídavého proudu.
  9. Studium kondenzátoru; určení kapacity kondenzátoru metodou přímou a RLC můstkem; určení náboje akumulovaného kondenzátorem; změna napětí na kondenzátoru při změně jeho geometrických rozměrů; spojování kondenzátorů.
  10. Studium vlastností magnetických polí; interakce magnetických polí.
  11. Určení Planckovy konstanty z fotoelektrického jevu.
  12. Měření Hallovy konstanty polovodiče.

Optika
F 01 102

Kredit:A9

Rozsah:4/2

Zakončení:Z Zk

Semestr:zimní

Předpoklady:F 01 100

Zkouška:písemná (3 příklady) a ústní (2 otázky).

Zápočet:kontrolní test.

Přednášející:doc. RNDr. Petr Hlubina, CSc.

Cvičení:doc. RNDr. Petr Hlubina, CSc.

Doporučená literatura:[11], [35], [127], [137], [163]

Synopse

Předmět "Optika" představuje teoretickou bázi základního kurzu fyziky v oblasti optiky pro všechnystudenty fyzikálních oborů. Sylabus platí pro přednášku i cvičení.

Sylabus

Úvod. Historický vývoj optiky; vymezení oblastí zájmu optiky.

Elektromagnetické vlny. Optický obor elektromagnetických vln; vlastnosti elektromagnetických vln, superpozice a polarizace elektromagnetických vln; středování, komplexní reprezentace; fotometrické pojmy a veličiny.

Nemonochromatické a chaotické světlo. Spektrální reprezentace; vlnové balíky, grupová rychlost; přirozená šířka, rozšíření spektrálních čar; chaotické-termální světlo; Fourierovská analýza náhodných procesů.

Šíření světla v izotropních prostředích. Šíření světla v dielektrických prostředích; odraz a lom světla na rozhraní mezi dielektriky; úplný odraz světla; energetické poměry při lomu a odrazu světla; šíření světla ve vodivých prostředích; odraz světla od povrchu vodiče.

Geometrická optika. Přiblížení geometrické optiky, eikonálová rovnice; čočky, zrcadla a optické soustavy, maticová reprezentace; optické zobrazení; aberace optických soustav; optické přístroje.

Interference světla. Dvoupaprsková interference s dělením amplitudy; Michelsonův interfero¬metr, časová koherence, Fourierovská spektroskopie; dvoupaprsková interference s dělením vl¬noplochy, prostorová koherence; mnohopaprsková interference s dělením amplitudy, Fabryho¬¬Perotův interferometr; interference v tenkých vrstvách.

Difrakce světla. Skalární teorie difrakce; Fresnelova-Kirchhoova aproximace; Fraunhoferova difrakce; Fresnelova difrakce.

Holografie. Rovnice hologramu, typy hologramů.

Šíření světla v anizotropních prostředích. Popis anizotropních prostředí; šíření rovinné elektromagnetické vlny v anizotropním prostředí; chod paprsků v anizotropním prostředí, dvojlom; interference polarizovaných vln; rotace roviny polarizace; umělá anizotropie.

Fyzikální praktikum III – Optika
F 01 103

Kredit:A5

Rozsah:0/3

Zakončení:Z

Semestr:zimní

Předpoklady:F 01 101

Zápočet:naměření úloh, vypracování protokolů a jejich obhajoba

Vedoucí laboratoře:RNDr. Hynek Sekanina, Ph.D.

Vyučující:RNDr. Hynek Sekanina, Ph.D.

Doporučená literatura:[15], návody k úlohám v praktiku

Synopse

Studenti se seznámí se základy geometrické, vlnové, vláknové a leserové optiky.

Seznam úloh

  1. Měření vyzařovacích charakteristik LED a vyzařovací charakteristiky optického vlákna.
  2. Měření výkonu na optické trase (měření útlumu optické trasy, útlum vazby vlákno¬vlákno a optického atenuátoru).
  3. Určení koherenční délky He¬Ne laseru.
  4. Energetické poměry při odrazu optického záření na dielektriku (ověření Fresnelových vzorců pro odraz).
  5. Fotometrická měření.
  6. Studium aberací optických soustav a jejich korigování.
  7. Vizuální optické soustavy (lupa, mikroskop).
  8. Měření některých parametrů čoček, zrcadel a optických soustav.
  9. Návrh optických soustav na PC.
  10. Studium ohybu světla.
  11. Studium optické aktivity látek.
  12. Určení disperzní křivky dané látky.

Atomová a jaderná fyzika
F 01 200

Kredit:A9

Rozsah:4/2

Zakončení:Z Zk

Semestr:letní

Předpoklady:F 01 102

Zkouška:písemná a ústní

Zápočet:alespoň 50% bodů z kontrolních písemek

Přednášející:doc. Ing. Petr Habrman, CSc.

Cvičení:

Doporučená literatura:[6], [30], [59], [111], [165], [167]

Synopse

Do výkladu o fyzikálních vlastnostech atomového obalu a jádra jsou zařazeny jak poznatky experimentální fyziky, tak také úvodní partie kvantové mechaniky a důsledky speciální teorie relativity.

Sylabus

Vlny a záření. Záření černého tělesa: spektrální hustota intenzity vyzařování a pohltivost, zákony Kirchhoův, Stefanův-Boltzmannův, Wienovy, Rayleighův-Jeansův a Planckův. Dualismus: fotoefekt, Comptonův jev; vlnová funkce, Heisenbergovy relace neurčitosti, Schrödingerova rovnice bezčasová a časová, projevy vlnových vlastností částic.

Atomová struktura. Rutherfordův experiment, vlastnosti elektronu a elektronový obal atomu. Zákonitosti v atomových spektrech, spektrální termy, série atomárního vodíku, kombinační princip. Bohrův model atomu, energie a poloměr dráhy elektronu.

Stavba atomu. Sommerfeldova teorie a prostorové kvantování, Moseleyovy diagramy. Magnetický moment elektronové dráhy. Spektra atomů alkalických kovů. Spin elektronů, spinorbitální vazba. Termy a výběrová pravidla.

Atomy s více elektrony. Pauliho vylučovací princip. Elektronová konfigurace a periodická soustava prvků.

Vybrané základní experimenty atomové fyziky. Normální Zeemanův jev, anomální Zeemanův jev, Paschenův-Backův jev, Sternův-Gerlachův experiment, Franckův-Hertzův experiment.

Rentgenové záření. Buzení rentgenového záření, Barklův experiment. Zákonitosti v rentgenových spektrech, charakteristické záření, Augerův jev. Využití rentgenového záření.

Zářivé přechody elektronů. Pravděpodobnosti přechodů a výběrová pravidla, vynucené přechody a kvantové generátory, princip rubínového laseru.

Vznik a struktura molekul. Chemická vazba, ionizační potenciál. Iontová vazba, síly a potenciální energie v biatomové molekule. Kovalentní vazba, vaznost a změna energie při vzniku vazby.

Atomové jádro. Vlastnosti nukleonů. Poloměr jader a jeho zjišťování, hmotnost a hmotnostní defekt jader. Spin jader a hyperjemná struktura spektrálních čar. Elektrické a magnetické momenty jader.

Atomové jádro jako soustava nukleonů. Vazbová energie jader, diagram stability jader, vazbové energie jader vztažené na nukleon. Jaderné síly, potenciál jaderných sil, Yukawova teorie. Kapkový model jádra - Weizsäckerova formule, slupkový model jádra - energetické hladiny.

Jaderné přeměny. Zákony zachování při jaderných přeměnách. Jaderné reakce, základní typy. Důsledky zákonů zachování energie a hybnosti pro jaderné reakce. Základní mechanismy průběhu jaderných reakcí. Účinný průřez jaderné reakce a jeho stanovení. Excitační funkce jaderných reakcí vyvolaných nabitými a nenabitými částicemi. Účinné průřezy vybraných jaderných reakcí s neutrony.

Jaderné reakce s energetickým využitím. Mechanismus štěpné jaderné reakce, energetická bilance štěpení, štěpná řetězová reakce s a bez moderátoru, jaderný energetický reaktor: typy a jejich komponenty. Termojaderná syntéza, cykly termojaderných reakcí a energetická bilance, Lawsonovy podmínky a možnosti realizace syntézy.

Radioaktivita. Radioaktivita přirozená a umělá, rozpadový zákon, radioaktivní řady, rozpadová schémata. Rozpad α, energetické podmínky, Geigerovo¬Nutallovo pravidlo. Rozpad β−, energetické spektrum elektronů, neutrino. Rozpad β−, β+ a elektronový záchyt, energetické podmínky. Přeměna γa vnitřní konverze.

Interakce ionizujícího záření s látkou. Klasifikace interakce mezi částicemi. Průchod těžkých nabitých částic látkou, lineární brzdná schopnost, Braggova křivka, dosah nabitých částic. Průchod elektronů látkou, emise brzdného záření, porovnání ionizačních a radiačních ztrát, Čerenkovovo záření, interakce pozitronů s látkou. Interakce fotonů s látkou, účinné průřezy jednotlivých efektů, zeslabovací zákon.

Urychlovače částic. Principy urychlování. Kruhové urychlovače, betatron a betatronová podmínka, cyklotron a mikrotron. Lineární urychlovače: Van de Graafův a vysokofrekvenční. Zařízení se vstřícnými svazky (collider).

Fyzikální praktikum IV – Atomová a jaderná fyzika
F 01 201

Kredit:A5

Rozsah:0/3

Zakončení:Z

Semestr:letní

Předpoklady:F 01 103

Zápočet:povinná účast, odměření všech úloh, odevzdání protokolů s výsledky měření a jejich schválení vyučujícím.

Vedoucí laboratoře:doc. Ing. Petr Habrman, CSc.

Vyučující:doc. Ing. Petr Habrman, CSc.

Doporučená literatura:[43]

Synopse

Praktikum je věnováno studiu vybraných jevů a zákonitostí v atomové a jaderné fyzice včetně jejich praktického využití. Praktikum je organizováno ve dvou cyklech měření podle pokynů vyučujícího.

Seznam úloh

  1. Záření černého tělesa.
  2. Comptonův rozptyl.
  3. Franckův a Hertzův experiment.
  4. Statistika radioaktivní přeměny.
  5. Pole bodového zdroje záření gama.
  6. Průchod záření beta látkou a bezkontaktní měření tloušťky materiálů.
  7. Ekvivalentní objemová aktivita radonu ve vzduchu.
  8. Kosmické záření.
  9. Zeslabení záření gama v látce a bezkontaktní lokalizace defektů v materiálech.
  10. Identifikace neznámých radionuklidů.
  11. Dosah záření alfa ve vzduchu.
  12. Příkon fotonového dávkového ekvivalentu.
  13. Zpětný rozptyl záření gama.
  14. Vlastnosti Geigerova a Müllerova detektoru.
  15. Scintilační gama spektrometrie a stanovení aktivity.
  16. Poločas přeměny krátkodobého radionuklidu.

Programování pro fyziky
F W3 601

Kredit:X3

Rozsah:0/2

Zakončení:Z [Zk jen blok F 03]

Semestr:zimní

Návaznost: F BL 124

Předpoklady:Pro bloky F 03 (Teoretická fyzika) a F 0B (Astrofyzika a základy teoretické fyziky) M 01 002, M 01 006, F BL 124 (s. 63); pro bloky F 05 (Aplikovaná fyzika – profilace Optoelektronika) a F 07 (Aplikovaná fyzika – profilace Ionizující záření) M 10 130, M 10 131, F BL 124 (s. 63)

Vyučující:RNDr. Stanislav Hledík, Ph.D.

Doporučená literatura:[122], [128], [131], [138]

Poznámka:X= A pro blok F 03 (Teoretická fyzika), X = B pro bloky F 05 (Aplikovaná fyzika – profilace Optoelektronika), F 07 (Aplikovaná fyzika – profilace Ionizující záření) a F 0B (Astrofyzika a základy teoretické fyziky).

Sylabus

Konstrukce jazyka C důležité pro numeriku. Některé C¬konvence pro vědecké výpočty. Práce s knihou [128].

Řešení lineárních algebraických rovnic. Gaussova–Jordanova eliminace. Gaussova eliminace se zpětnou substitucí. LU dekompozice. Řešení pro některé speciální tvary matice.

Interpolace a extrapolace. Polynomiální interpolace a extrapolace. Racionální interpolace a extrapolace.

Numerická integrace. Klasické formule (otevřené, uzavřené, polootevřené) a algoritmy (lichoběžníkové, Simpsonovo pravidlo). Nevlastní integrály. Vícerozměrné integrály. Integrace jako speciální případ řešení ODE.

Řešení nelineárních algebraických rovnic, hledání extrémů. Bracketing a bisekce. Me¬toda sečen. Newtonova–Raphsonova metoda. Kořeny polynomů.

Obyčejné diferenciální rovnice (ODE). Problém počátečních hodnot vs. twopoint boundary problem. Metoda Rubte-Kutta. Metody s fixním a adaptivním krokem. Metoda Bulirschova-Stoerova. "Sti"soustavy ODE.

Twopoint Boundary Value Problem. Metoda nástřelu (shooting method). Relaxační metoda.

Rychlá Fourierova transformace (FFT) a její aplikace. Fourierova transformace diskrét¬ně vzorkovaných dat. Nyquistova kritická frekvence, vzorkovací teorém, aliasing. Komplexní FFT, FFT reálných funkcí, sinová a kosinová transformace. Vícerozměrná FFT. Konvoluce a dekonvoluce. Korelace a autokorelace. Filtrování. Wavelety.

Parciální diferenciální rovnice. Cauchyův problém (pro hyperbolické a parabolické rovnice), hraniční problém (pro eliptické rovnice). Cauchyův problém se zachováním toku. Von Neumannova analýza stability. Difúzní rovnice, Schrödingerova rovnice. Metoda Fourierova a metoda cyklické redukce pro hraniční problém.

Snímače a měření neelektrických veličin
F CN 119

Kredit:X4

Rozsah:1/1

Zakončení:Z

Semestr:letní

Předpoklady:F 01 100 (s. 13)

Přednášející:RNDr. Hynek Sekanina, Ph.D.

Cvičení:RNDr. Hynek Sekanina, Ph.D.

Poznámka:X = A pro bloky F 05 (Aplikovaná fyzika – profilace Optoelektronika) a F 07 (Aplikovaná fyzika – profilace Ionizující záření), X = B pro blok F 0D (Počítačová technika).

Sylabus

Definice snímače, typy a vlastnosti snímačů. Dělení snímačů: podle principu působení, podle typu výstupu atd. Generace snímačů. Vlastnosti a chyby analogového snímače: statické (převodní charakteristika, přesnost), dynamické (chyba při konstantní rychlosti změny a periodické změně měřené veličiny, při skokové změně vstupní veličiny). Vlastnosti číslicového snímače. Eliminace chyb snímače: kompenzační a diferenční snímač, filtrace signálu, zpětná vazba.

Odporové snímače. Odporové snímače polohy, typy potenciometrů a jejich vlastnosti. Snímače deformace: vlastnosti tenzometrů a jejich typy (tlakové, deformační, kovové, polovodičové). Snímače teploty: kovové, polovodičové. Snímače světelného záření: fotorezistory, fotodiody (PIN, lavinové, Schottkyho, s heteropřechodem), fototranzistory, fototyristory, snímače infračerveného záření. Odporové snímače vakua, rychlosti tekutin, jaderného záření, elektrolytické, magnetických veličin.

Kapacitní snímače. Vlastnosti snímače. Princip měření: změnou mezery mezi deskami snímače, změnou plochy desek, změnou dielektrika. Použití a konstrukce snímače.

Indukční snímače. Vlastnosti snímače. Princip měření: snímač s pohyblivou cívkou, s otevřeným magnetickým obvodem, s potlačeným polem, snímač bez feromagnetika. Snímač rychlosti kapalin: princip, snímač s vodivým a nevodivým průtokovým kanálem. Použití indukčních snímačů.

Snímače ionizujícího záření. Vlastnosti, typy snímačů a princip měření: snímač jaderného záření, statický, impulzní, proporcionální, jiskrový, emisní (vakuový, plynem plněný, fotonásobiče), snímač s magnetickým polem.

Piezoelektrické snímače. Vlastnosti snímače. Princip měření. Náhradní elektrický obvod snímače. Použití piezoelektrických snímačů.

Termoelektrické snímače. Vlastnosti snímače. Princip měření. Parazitní vlivy u termoelektrických článků a jejich eliminace.

Praktika

Vlastnosti teplotních odporových snímačů. Měření charakteristik odporových teplotních snímačů a jejich linearizace, měření charakteristik termoelektrických článků.

Vlastnosti světelných odporových snímačů. Měření charakteristik světelných odporových snímačů (fotorezistory, fotodiody), snímače a vysílače infračerveného záření a jejich použití v optických závorách a v dálkovém přenosu dat. Použití optických čidel k nepřímému měření vzdáleností inkrementační metodou.

Vlastnosti kapacitních a indukčních snímačů. Měření vlastností indukčních a kapacitních snímačů a jejich použití v regulační a řídící technice pro inkrementační měření vzdáleností, zrychlení atd.

Vlastnosti ultrazvukových snímačů. Měření vlastností ultrazvukových snímačů a vysílačů, jejich použití k nepřímému měření vzdáleností, úhlů atd.

Vybrané kapitoly z optiky
F 05 117

Kredit:A6

Rozsah:2/1

Zakončení:Zk

Semestr:letní

Předpoklady:F 01 102, F 01 103

Zkouška:písemná (2 příklady) a ústní (2 otázky).

Přednášející:doc. RNDr. Petr Hlubina, CSc.

Cvičení:doc. RNDr. Petr Hlubina, CSc.

Doporučená literatura: [11], [35], [127], [137], [163]

Sylabus

Fourierovská transformace – matematický aparát. Harmonické a periodické signály – Fourierovy řady, funkce vhodné pro popis chování fyzikálních systémů; neperiodické signály – jednorozměrná a dvourozměrná Fourierova transformace, definice a užití; korelace, autokorelace, konvoluce.

Fourierovská optika. Lineární optické systémy – impulzová odezva a přenosová funkce, filtrace; čočka jako prvek realizující Fourierovu transformaci; metoda Fourierovské transformace pro analýzu interferenčního pole.

Statistický popis – matematický aparát. Náhodné proměnné a náhodné signály – funkce rozdělení a hustota rozdělení pravděpodobnosti; statistické střední hodnoty, charakteristická funkce; základní typy rozdělení; náhodné procesy, stacionární náhodné procesy, ergodické náhodné procesy.

Koherenční a statistická optika. Komplexní reprezentace reálných polychromatických polí; korelační funkce a jejich vlastnosti; základní pojmy časové a prostorové koherence – interferenční zákon pro dva částečně koherentní svazky, interferenční spektroskopie; korelační funkce rozlehlých zdrojů – Van Cittert-Zernikův teorém.

Optické vlastnosti pevných látek. Základy optiky krystalů; základní představy o disperzi v dielektriku; základní představy o optických vlastnostech kovů.

Kolorometrie. Vnímání a měření barev – základní pojmy: tón, sytost, jas, RGB složky; spektrální a nespektrální barvy, barevný trojúhelník.

Optoelektronika
F 05 109

Kredit:A9

Rozsah:3/2

Zakončení:Z Zk

Semestr:zimní

Předpoklady:F 05 117

Zkouška:písemná část, ústní část

Zápočet:na základě výsledků konzultací a testů během semestru.

Přednášející:prof. Ing. Jaromír Pištora, CSc.

Cvičení:prof. Ing. Jaromír Pištora, CSc.

Doporučená literatura:[11], [21], [35], [79], [116], [127], [137], [140], [149], [159], [166]

Synopse

Úkolem předmětu "Optoelektronika" je prezentovat ucelený soubor základních fyzikálních znalostí, který se týkají zdrojů a detektorů záření a zahrnují také oblast optronů. Uvedený předmět je výchozím pro další rozvíjení vědomostí ve speciálních předmětech, které jsou zaměřeny na optiku a optoelektroniku.

Sylabus

Úvod. Základní pojmy, zdroje záření, optrony, detektory.

Zdroje záření. Koherentní zdroje záření – fyzikální princip činnosti laserů, typy laserů, apli¬kace laserů; nekoherentní zdroje záření – LED, displej, výbojky.

Optrony. Optické vlnovody, základní parametry optických vlnovodů, měření základních parametrů optických vlnovodů.

Detektory. Rozdělení detektorů, fotovoltaické detektory, fotonásobiče, bolometry a pyroelektrické detektory, CCD detektory.

Optické komunikace
F 05 110

Kredit: A8

Rozsah: 2/2

Zakončení: Z Zk

Semestr: zimní

Předpoklady: F 05 117

Zkouška: písemná (2 příklady) a ústní (2 otázky).

Zápočet: kontrolní test.

Přednášející: doc. RNDr. Petr Hlubina, CSc.

Cvičení: doc. RNDr. Petr Hlubina, CSc.

Doporučená literatura: [21], [27], [28], [65], [79], [116], [140], [149], [159], [162], [166]

Sylabus

Úvod. Historický vývoj optických komunikací, vymezení oblastí zájmu optických komunikací; typy a vlastnosti optických vlnovodů.

Teorie šíření vln v optických vláknových vlnovodech. Vlnová teorie šíření vln ve vláknových vlnovodech; teorie šíření vln ve vláknových vlnovodech se skokovou změnou indexu lomu; teorie šíření vln ve slabě vedoucích vláknových vlnovodech se skokovou změnou indexu lomu; teorie šíření vln ve vláknových vlnovodech se spojitě proměnným indexem lomu.

Geometrický model šíření světla v mnohovidových vlnovodech. Paprskový model šíření světla ve vláknových vlnovodech se skokovou změnou indexu lomu; paprskový model šíření světla ve vláknových vlnovodech se spojitě proměnným indexem lomu.

Disperze v optických vláknových vlnovodech. Materiálová disperze; vlnovodná a chromatická disperze; disperze vláknových vlnovodů se skokovou změnou indexu lomu; disperze vláknových vlnovodů se spojitou změnou indexu lomu; disperze v mnohovidových vláknových vlnovodech, paprskový model.

Jednovidové vláknové vlnovody. Optická pole jednovidových vláknových vlnovodů; disperze jednovidových vláknových vlnovodů.

Technologie výroby opt. vláknových vlnovodů. Materiály pro vláknové vlnovody; příprava vláknových vlnovodů; konstrukce vláknových vlnovodů a optických kabelů.

Planární vlnovody. Teorie šíření vln v planárních vlnovodech se skokovou změnou indexu lomu; teorie šíření vln v planárních vlnovodech se spojitě proměnným indexem lomu; paprskový model šíření světla v planárních vlnovodech.

Optické přenosové systémy. Parametry optických př. systémů; analogové a digitální optické přenosové systémy; systémové prvky a aspekty návrhu optických přenosových systémů.

Koherentní optické přenosové systémy s vláknovými vlnovody. Principy koherentních optických přenosových systémů.

Detekční a diagnostické metody
F CN 122

Kredit:X8

Rozsah:2/2

Zakončení:Z Zk

Semestr:zimní

Předpoklady:F PA 104

Zkouška:ústní (2 otázky)

Zápočet:kontrolní test

Přednášející:prof. Ing. Jaromír Pištora, CSc.; doc. RNDr. Petr Hlubina, CSc.

Cvičení:doc. RNDr. Petr Hlubina, CSc.

Doporučená literatura: [11], [21], [27], [65], [137], [140]

Poznámka:X = A pro bloky F 05 (Aplikovaná fyzika – profilace Optoelektronika)
a F 07 (Aplikovaná fyzika – profilace Ionizující záření), X = B pro blok
F 0D (Počítačová technika).

Sylabus

Digitální zpracování obrazu. Digitální obraz – základní pojmy, digitalizace obrazu, snímání obrazu, optický zobrazovací systém; zpracování digitálního obrazu – metody předzpracování, bodové jasové transformace, využití pseudobarev, barevné palety; lokální předzpracování – odstranění šumů, ostření, vyhledávání hran, rozměrové transformace; segmentace – prahování na základě histogramu, počítání objemů, hodnocení jejich vlastností; digitální zpracování interferogramů – metoda nosné prostorové frekvence, zpracování ve frekvenční oblasti.

Optická interferometrie. Měření polohy a vzdáleností – translace, rotace, nejednoznačnost výsledného interferogramu; měření deformačních polí – holografická interferometrie; hologramy – transmisní, reflexní, tenkovrstvé, tlustovrstvé, duhové hologramy.

Měření parametrů optických vláknových vlnovodů. Měření útlumu – základní pojmy a definice, ztrátové mechanismy; metody měření útlumu – metoda dvou délek, metoda vložných ztrát, metoda zpětného rozptylu, reprodukovatelnost měření; měření šířky přenášeného pásma – měření materiálové a mezividové disperze, metoda měření disperze v časové oblasti, metoda měření disperze v kmitočtové oblasti; měření disperze skupinových zpoždění; měření disperze fázovou metodou; interferometrické metody měření disperze – specklová interferometrie; měření rozměrů; měření indexu lomu a profilu indexu lomu metodou měření blízkého pole; měření záznějové délky; měření polohy poruchy – metoda optické reflektometrie.

Měření parametrů planárních vlnovodů. Vidová spektroskopie – vidová spektroskopie planárních a kanálkových struktur; měření útlumu – hranolové metody, mřížkové metody, klínové metody; měření tloušťky – interferenční metody, elipsometrické metody, vlnovodné metody; měření indexu lomu – interferenční metody, elipsometrické metody, vlnovodné metody.

Měření spektrálních parametrů zdrojů. Radiometrie LED diod a polovodičových laserů.

Diplomový seminář a praxe z aplikované fyziky
F 0Z 920

Kredit:A6

Rozsah: 0/6

Zakončení:Z

Semestr:letní

Předpoklady:F 01 900, F PA 104

Zápočet:splnění cílů v přípravě diplomové práce vytyčených vedoucím.

Měřicí systémy s PC I
F CN 120

Kredit:B6

Rozsah:1/2

Zakončení:Z Zk

Semestr:zimní

Předpoklady:F CN 118

Přednášející:Ing. Tomáš Janečka

Cvičení:Ing. Tomáš Janečka

Sylabus

Vlastnosti měřicích systémů. Bloková struktura měřicího systému, distribuovaný a centralizovaný systém. Digitalizace signálu: kvantování a vzorkování. Hlavní principy analogově-číslicových převodníků: paralelní, s postupnou aproximací, integrační, sigma-delta. Základní bloková struktura měřicích karet, význam IRQ a DMA u měřicích karet. Volba zařízení pro digitalizaci signálu dle charakteru měření (rychlost měření, přesnost měření a délka měřeného průběhu).

Měřicí systém DISYS. Vlastnosti systému DISYS, instalace software, konfigurace software a ovladače měřicí karty (Merlin AD 14bit). Záznam dat: měření a ukládání dat v reálném čase, zob¬razení v reálném čase, flexibilita nastavení systému, automatizace dlouhodobých experimentů, vyhodnocení signálů v reálném čase, změna parametrů v průběhu experimentu, ukládání značek do měřených dat. Zpracování naměřených signálů: knihovny pro číslicovou filtraci, transformace signálů, frekvenční analýza atd.

Objektový nástroj Control Panel. Vlastnosti objektového systému, instalace software a konfigurace vývojového prostředí. Ovladače virtuální a modelové, panely, virtuální přístroje. Integrované vývojové prostředí: překladač, grafický editor aplikace, definice ovladačů, kanálů a výrazů, definování výstupních kanálů, definice přístrojů.

LabVIEW a LabWindows. Vlastnosti objektových nástrojů, popis vývojového prostředí, charakteristika jednotlivých objektů, propojení software s měřicími přístroji prostřednictvím ovladačů (GPIB a VXIbus ovladače). Ukázky návrhu projektů v systému LabVIEW a LabWindows.

Praktika

Počítačové měřicí karty. Bloková struktura měřicích karet Merlin AD14, Axiom AX5411 a PCL-711S, instalace karet do počítače, konfigurace IRQ, DMA a I/O portů na kartě, kalibrace DAD převodníků měřicích karet pomocí vlastních kalibračních programů.

Školní měřicí systém ISES. Vlastnosti měřicího systému, propojení zapojovacího modulu čidel s měřicí kartou AX 5411, popis měřicího software a komunikace software s měřicí kartou AX 5411, realizace praktických úloh v systému ISES.

Práce se systémem DISYS. Popis měřicího software, komunikace software s měřicí kartou Merlin AD14. Práce s programem "Recorder" pro nahrávání měřených signálů a zpracování naměřených dat v programu "Analyzer". Zobrazování a zpracování dat v reálném čase, měření jednorázových průběhů. Realizace praktických úloh s měřicím software DISYS.

Práce v prostředí Control Panel. Použití objektového nástroje, popis integrovaného vývojového prostředí Control Panelu, komunikace s měřicí kartou PCL-711S. Praktický návrh a realizace měřicího prostředí pro konkrétní úlohu.

Měřicí systémy s PC II
F 0D 185

Kredit:B6

Rozsah:1/2

Zakončení:Z Zk

Semestr:letní

Předpoklady:F CN 120, F 0D 126

Přednášející:Ing. Tomáš Janečka

Cvičení:Ing. Tomáš Janečka

Sylabus

Vlastnosti komunikačních rozhraní, základní pojmy. Přenos dat mezi rozhraními, ASCII kód, šířka toku dat, přenosová a modulační rychlost, paralelní a sériový přenos dat. Zabezpečení přenosu dat: paritou, Hammingovým kódem, cyklickým kódem. Paralelní rozhraní: typy signálů (datové, adresové, řídící), oddělení sběrnice, asynchronní rozhraní (handshake), význam přerušení a DMA. Sériové rozhraní: princip synchronního a asynchronního přenosu.

Rozhraní CENTRONICS. Charakteristika rozhraní, popis signálů rozhraní, časování signá¬lů při přenosu dat, rozmístění jednotlivých signálů na konektoru. Vlastnosti signálů rozhraní: napěťové úrovně, vstupní a výstupní signály. Softwarové řízení rozhraní: mapování I/O portů rozhraní do paměťového prostoru počítače, popis jednotlivých bitů I/O portu, význam přerušení při komunikaci. Použití rozhraní.

Rozhraní RS 232C. Charakteristika rozhraní, popis signálů rozhraní, časování signálů při pře¬nosu dat, rozmístění jednotlivých signálů na konektoru. Vlastnosti signálů rozhraní: napěťové úrovně, vstupní a výstupní signály. Softwarové řízení rozhraní: mapování I/O portů rozhraní do paměťového prostoru počítače, popis jednotlivých bitů I/O portu, význam přerušení při komunikaci. Použití rozhraní.

Rozhraní a sběrnice IEEE 488. Charakteristika rozhraní: přenosová rychlost, napěťové úrovně v negativní logice, charakter připojených zařízení (mluvčí, posluchač, řidič) atd. Popis signálu sběrnice, časování signálu při komunikaci, rozmístění jednotlivých signálů na konektoru. Adresace zařízení na sběrnici. Typy zpráv rozhraní a jejich popis. Použití rozhraní.

Přehled dalších typů rozhraní. Rozhraní I2C: vlastnosti rozhraní, přenos informací přes rozhraní, signály rozhraní a jejich časování, použití rozhraní ve specializovaných obvodech. Sériová rozhraní RS 422A a RS 485: vlastnosti rozhraní, technická realizace, převodníky RS 485 a RS 422 na RS 232C, použití rozhraní. Proudová smyčka: popis rozhraní, principy funkce, el. parametry, využití. Použití rozhraní MIDI.

Praktika

Vlastnosti paralelního rozhraní počítače: Rozložení I/O portů paralelního rozhraní, význam jednotlivých bitů portu pro práci s rozhraním, komunikace s I/O porty prostřednictvím programu DEBUG, čtení vstupních pinů a zápis na výstupní piny rozhraní pomocí funkcí jazyka C.

Vlastnosti sériového rozhraní počítače: Rozložení I/O portů sériového rozhraní, význam jednotlivých bitů portu pro práci s rozhraním, komunikace s I/O porty prostřednictvím programu DEBUG, čtení vstupních pinů a zápis na výstupní piny rozhraní pomocí funkcí jazyka C. Charakteristika sériového datového přenosu.

Využití standardního rozhraní PC: Použití paralelního rozhraní pro imitaci log. obvodů, měření frekvence signálu připojeného na vstupní piny rozhraní s využitím interních časovačů, nepřímá měření odporů určováním délky impulsu RC článku připojeného na sériové rozhraní.

Vlastnosti komunikačního a měřicího rozhraní IEEE 488: Vlastnosti a principy rozhraní IEEE 488, popis základních příkazů rozhraní, ovládání měřicích přístrojů s IEEE 488 prostřednictvím počítače PC vybaveným kartou pro řízení tohoto rozhraní. Příklady automatizace měřicího procesu prostřednictvím přístrojů s IEEE 488.

Vlastnosti komunikačního rozhraní I2C: Vlastnosti a principy rozhraní I2C, využití rozhraní v elektronických systémech, ověření funkčnosti rozhraní na speciálních IO (PCF 8574, PCF 8591).

Aplikace měřicích systémů s PC
F CN 121

Kredit:B6

Rozsah:1/2

Zakončení:Z Zk

Semestr:letní

Předpoklady:F CN 120, F 01 900

Cvičení:prof. Ing. Jaromír Pištora, CSc.

Synopse

Praktická cvičení jsou zaměřena na práci s měřicími systémy propojenými s počítačem pro snímání a vyhodnocování experimentálních dat a pro řízení experimentu ve fyzikálních aparaturách.

Příklady konkrétních měřicích úloh

  1. Měření Kerrovy polární rotace při kolmém dopadu.
  2. Sestava pro studium longitudinálních a transverzálních magnetooptických jevů v tenkých vrstvách.
  3. Tmavá vidová spektroskopie magneticky neuspořádaných planárních struktur.
  4. Magnetická defektoskopie ocelových lan.

Úvod do práce s PC I
F 0D 123

Kredit:X3

Rozsah:0/2

Zakončení:Z

Semestr:zimní

Zápočet:Praktický test u počítače

Cvičení:Ing. Jaroslav Zeman; Bc. Miroslav Zeman

Poznámka:X = A pro blok F 0D (Počítačová technika), X = B pro bloky F 05 (Aplikovaná fyzika – profilace Optoelektronika) a F 07 (Aplikovaná fyzika – profilace Ionizující záření).

Synopse

Úkolem je seznámit a naučit studenty pracovat s PC (včetně údržby) a sítí Ústavu fyziky, seznámit je s programy MS Word a MS Excel, Internet Explorer, Opera, Mozila, tak, aby mohli samostatně vypracovávat protokoly z měření a další písemné práce.

Sylabus

Práce pod operačním systémem Windows 98/XP. Základy práce s Win98/XP, základy práce v síti: přihlašování do sítě, změna uživatelského hesla, mapování a využívání síťových disků. Práce s programy pro správu souborů, jejich vlastnosti a interní příkazy. Archivace souborů prostřednictvím komprimačních programů ARJ, ZIP, RAR atd. Základní údržba systému.

Práce s Microsoft Oce. Program Microsoft Word a jeho použití, tvorba textových dokumentů ve Wordu. Tabulkový procesor Microsoft Excel a jeho použití, tvorba dokumentů v Excelu, kreslení grafů. Propojení programů Microsoft Oce přes OLE techniky, sdílení dat.

Práce na Internetu: Internet Explorer, Opera, Mozila.

Úvod do práce s PC II
F 0D 128

Kredit:X3

Rozsah:0/2

Zakončení:Z

Semestr:letní

Předpoklady:F 0D 123

Zápočet:Praktický test u počítače

Cvičení:Ing. Jaroslav Zeman; Bc. Miroslav Zeman

Poznámka:X = A pro blok F 0D (Počítačová technika), X = B pro bloky F 05 (Aplikovaná fyzika – profilace Optoelektronika) a F 07 (Aplikovaná fyzika – profilace Ionizující záření).

Synopse

Úkolem je pokročilejší práce s PC a s Internetem, práce se systémem Linux. Studenti se seznámí s pomocnými programy a nástroji pod systémem Win98/XP, s prací pod operačním systémem UNIX/Linux, s ochranou PC před viry a útoky. Naučí se zpracovávat jednoduché grafické úkoly. Naučí se také práce s multimediálními soubory.

Sylabus

Pokročilejší práce pod operačním systémem Windows 95/98. Základní uživatelské nastavení a údržba systému. Práce s programy na vypalování CD, formáty CD. Základy práce s databázovým programem Microsoft Access. Základy práce s Internetem (www, FTP, Email), vyhledávání na Internetu.

Pomocné programy a utility pro systém Win98/XP. Zoner Media Explorer, GhostScript/Ghostview, Acrobat Reader, tvorba pdf souborů, Acrobat Professional, Norton Utility. Jednoduchá úprava obrázků pomocí Zoner media Explorer. Kodeky a multimediální přehrávače. Microsoft Outlook express, Microsoft Office Outlook.

Základy práce pod grafickým rozhraním operačního systému Linux.

Programování v jazyce C
F BL 124

Kredit: X#

Rozsah: 2/1

Zakončení: Z, Zk [Zk jen F 0D, F 05 a F 07]

Semestr: zimní

Předpoklady:F 0D

Přednášející: Ing. Jaroslav Zeman

Cvičení: Ing. Jaroslav Zeman

Doporučená lit.: Mistrovství v C++, 2 (Stephen Prata, ISBN: 80-251-0098-7)
Naučte se C++ za 21 dní (Jesse Liberty, ISBN: 80-7226-774-4)

Poznámka: X# = A5 pro blok F 0D (Počítačová technika), X# = A3 pro blok F 03 (Teoretická fyzika), X# = B5 pro bloky F 05 (Aplikovaná fyzika – profilace Optoelektronika) a F 07 (Aplikovaná fyzika – profilace Ionizující záření), X# = B3 pro blok F 0B (Astrofyzika a základy teoretické fyziky).

Synopse

Cílem předmětu je naučit studenty základy programování v jazyce C. Náplň dvou třetin kurzu tvoří výuka syntaxe základních prvků jazyka C. Ve zbylé části jsou probírány práce se soubory, poli a řetězci.

Sylabus

Instalace. Vývojové prostředí, tvorba zdrojových kódů, ladění programu.

Struktura a syntaxe jazyka:Deklarace a definice funkcí, typy návratové hodnoty funkce a argumenty funkce. Smyčky a větvení: příkazy WHILE, DO, FOR, IF, SWITCH, BREAK, CONTINUE, GOTO.

Datové typy:Základní datové typy (int, char, real). Specifikace proměnných a konstant, znaky a řetězce, struktury, bitová pole. Viditelnost proměnných (extern, static), doba života (auto), konverze datových typu, přejmenování existujících typu (typedef).

Direktivy preprocesoru:Vkládání souboru a knihoven funkcí direktivou INCLUDE, direktiva DEFINE a její použití při předdefinování maker, UNDEF pro zrušení definic. Podmíněné direktivy při kompilaci zdrojového kódu (IF, ELSE, ENDIF, IFDEF, ELIF). Podmíněná direktiva DEFINED.

Práce s pointery: Pointery na jednoduché proměnné, jejich deklarace a inicializace. Pointery na pole a na textové řetězce, inicializace textových řetězců. Pointer jako argument funkce. Pole pointeru a pointer ukazující na pointer. Zpracování argumentu příkazového řádku v DOSu. Pointery a funkce.

Práce se soubory: Proudové operace prostřednictvím typu FILE, otevření souboru (fopen) a metody přístupu k souboru, uzavření souboru (fclose), zápis a čtení řetězce (fputs, fgetc), zápis a čtení formátovaných dat (fprintf, fscanf). Grafika. Inicializace grafického režimu, organizace rastru obrazovky, kontrola nastaveného videorežimu.

Hardware PC
F CN 118

Kredit: X4

Rozsah: 2/0

Zakončení: Z Zk

Semestr: zimní

Přednášející: RNDr. Hynek Sekanina, Ph.D.

Poznámka: X = A pro blok F 0D (Počítačová technika), X = B pro bloky F 05 (Aplikovaná fyzika – profilace Optoelektronika) a F 07 (Aplikovaná fyzika – profilace Ionizující záření).

Sylabus

Přehled typů počítačů, druhy procesorů. Rozdělení počítačů podle typu procesoru (8086, 80286, 80386, 80486, P5, P6). Charakteristiky procesorů: šířka datové a adresové sběrnice počí¬tače, velikost adresovacího prostoru, taktovací frekvence procesoru, velikost interní cache, nume¬rický koprocesor, reálný a chráněný režim procesoru. Typy sběrnic: ISA 8 bitů a 16 bitů, EISA, VL¬BUS, PCI. Systémové desky počítačů: počet a typy rozšiřujících slotů, počet paměťových banků, integrace diskových řadičů na systémové desky atd.

Typy pamětí, adresový prostor počítače. Vlastnosti pamětí počítače (RAM, ROM, CACHE, CMOS): charakter uložených dat, organizace paměti, přístupová doba, refresh paměti, softwarová a hardwarová parita. Velikost adresového prostoru počítače. Logické rozdělení adresového prostoru: paměť základní, reservovaná, HMA, rozšířená paměť. Ovladače paměti typu "Extended memory" a "Expanded memory". Adresace paměti v reálném režimu procesoru (segment:oset), adresace v chráněném a virtuálním režimu procesoru. Význam BIOSu počítače. Mapování dat do adresového prostoru (VIDEO RAM, VIDEO BIOS, ROM BIOS), shadow paměti.

Sběrnice a podpůrná zařízení PC. Typy sběrnic (ISA XT a AT, EISA, VLBUS, PCI, AGP), šířka datové a adresové sběrnice, přenosová rychlost, taktovací frekvence, synchronní a asynchronní sběrnice, čekací stavy na sběrnici, signály sběrnice. Podpůrná zařízení PC (řadič přerušení 8259, řadič DMA 8237, čítač a časovač 8253, UART 8251, PIO 8255, obvody styku s klávesnicí), popis činnosti zařízení, význam IRQ a DMA zařízení, tabulka vektorů přerušení, popis I/O portů zařízení.

Zobrazovací jednotky, monitory. Definice zobrazovací jednotky. Textový a grafický režim zobrazování. Typy monitorů: MDA, CGA, HERCULES, EGA, MCGA, VGA, SVGA, XGA. Barevné monitory kompozitní, digitální a analogové. Charakteristiky videopaměti RAM: mapování videopaměti do adresového prostoru operační paměti počítače, definice barevné palety, organizace videopaměti v grafickém a textovém režimu (paměťové mapy a banky), typy používaných pamětí.

Disky a jiná paměťová média. Disky z fyzického hlediska: počet hlav u pevných disků a floppy disků, cylindry, počet sektorů. Disky z logického hlediska: fyzické a logické číslování oblastí, master boot, partition table, boot, FAT tabulka. Význam systémových oblastí disku a činnost FAT při vyhledávání souboru, význam atributů souboru, definice alokační jednotky. Typy řadičů a jejich popis: řadiče SATA IDE, ESDI, ATAPI, SCSI, metody záznamu dat na disk (RLL, MFM, FM), překlad sektorů, rychlost přenosu a faktor prokládání. Optické disky (CD-ROM, přepisovatelné optické disky), výměnná média (diskety, floptical, disky Syqest, Iomega), magnetické pásky.

Asembler a BIOS

Kredit: X4

Rozsah: 2/1

Zakončení: Z

Semestr: zimní

Přednášející: ing. Jaroslav Zeman

Cvičení: ing. Jaroslav Zeman

Poznámka: X = A pro blok F 0D (Počítačová technika), X = B pro bloky F 05 (Aplikovaná fyzika – profilace Optoelektronika) a F 07 (Aplikovaná fyzika – profilace Ionizující záření).

Synopse

Cílem je seznámit s konstrukcí procesorů a počítačů na bázi x86 a ozřejmit základní problematiku běhu programů vč. datové reprezentace údajů.

Sylabus

Procesor. Základní stavba, přerušení, registry, adresovací algoritmus.

Komunikace procesoru s okolím. Vstupní výstupní porty, přístup do paměti, adresace, paměť počítače, přerušení.

Asembler. Základní strojové instrukce procesoru řady Intel 8086.

Datová reprezentace. Reprezentace čísel v počítači a počítačová aritmetika. Dekadická, binární, oktalová a hexadecimální reprezentace. Reprezentace znaménkových a bezznaménkových celých čísel. Reprezentace čísel s plovoucí desetinnou čarkou (floating-point numbers). Vazby na jazyk C. IEEE standard. Zaokrouhlování, aritmetické operace, výjimky. Chyba a přesnost. Stabilita výpočtu. Kódování znaků (ISO, WIN, UTF).

Praktika

Hardware PC. Praktická stavba počítače, optimální nastavení konfigurace počítače, nastavení BIOSu, využití základních funkcí BIOSu, tvorba programu v asembleru pro využití funkcí BIOSu.

Operační systémy v PC I – MS Windows
F CN 125

Kredit: X6

Rozsah:

Zakončení: Z Zk

Semestr: zimní

Předpoklady: F 0D 123

Přednášející: Ing. Jaroslav Zeman

Cvičení: Ing. Jaroslav Zeman; Bc. Miroslav Zeman

Poznámka: X = A pro blok F 0D (Počítačová technika), X = B pro bloky F 05 (Aplikovaná fyzika – profilace Optoelektronika) a F 07 (Aplikovaná fyzika – profilace Ionizující záření).

Sylabus

Charakteristiky operačních systémů. Zavedení operačního systému při startu počítače (POST, ROM SCAN). Operační systémy diskové a nediskové. Vlastnosti OS: přenositelnost, souběžné zpracování a modulárnost, bezpečnost OS. Struktura operačního systému: jádro OS, správce procesů, správce paměti, správce V/V, správce souborů, ovladače zařízení, řídící program. Uživatelský a privilegovaný režim OS, procesy a podprocesy. Jádro OS: rozvrhování a přidělování podprocesů, obsluha výjimek a přerušení, nastavení priority. Význam Shell OS. Klasifikace OS. Technick8 podpora OS. Modely OS. Paralelní procesy. Multitasking a Hypertrading.

Operační systém DOS. Architektura OS: příkazový řádek, správa paměti a disku, význam FAT, shell OS. Popis příkazů DOSu. Význam souborů autoexec.bat a config.sys. Práce s dávkovými soubory. Základní údržba systému, instalace systému. Rozdělení paměti a její využití aplikacemi, význam managerů paměti.

Operační systém Windows 9x. Architektura OS. Základní obsluha systému a popis prostředků a standardních programů Windows. Nastavení tiskových operací, paměťových prostředků, síťové podpory pro Novell a a Microsoft network. Nastavení HW prostředků a podpora PNP (video, síťové karty, modemy atd.), I/O, přerušení, DMA. Správa disku a souborové systémy (FAT, FAT32). Instalace a údržba systému Windows (scandisk, defragment, monitorování systému, …).

Operační systém Windows NT/XP. Architektura OS. Vlastnosti systému Windows NT/XP a jeho použití. Správa paměti, využití procesoru (multiprocesing, NTFS). Správa disku, mirroring, sdílení. Tvorba uživatelů a jejich uživatelských profilů. Instalace a údržba systému Windows NT/XP (scandisk, defragment, monitorování systému). Nastavení HW prostředků a podpora PNP (video, síťové karty, modemy atd.), I/O, přerušení, DMA. Jádro (HAL) a subsystémy (Win32, Dos, …)

Praktika

Operační systém DOS. Instalace, konfigurace a údržba. Startování systému s vícekonfiguračním nastavením, správa paměti, použití managerů paměti. Config.sys a Autoexec.bat. Instalace HW.

Operační systém Windows a Windows 9x. Instalace, konfigurace a údržba. Nastavení síťových a hardwarových prostředků, práce s PNP. Upgrade Windows 3.11 na Windows 9x. Používání programů MS-DOS a 16 bit Windows v systému Windows 9x. Obslužné a podpůrné programy. Instalace HW.

Operační systém Windows NT/XP. Instalace, konfigurace, a údržba. Základní obsluha a příkazy OS. Srovnání vlastností operačních systémů Windows NT/XP, Win9x a DOS. Instalace a používání 16 bitových aplikací a programů MS-DOS pod Windows NT/XP. Registry. Nastavení sítě a sdílení. Obslužné a podpůrné programy. Zástupci. Skripty. Práce starších programů Widows pod systémem Windows XP. Instalace HW.

Multiboot.Programy pro multiboot a jejich instalace a konfigurace.

Operační systémy v PC II - Linux

Kredit: B3

Rozsah: 0/2

Zakončení: Z Zk

Semestr: letní

Předpoklady: F 0D 123, F CN 125

Přednášející: Ing. Jaroslav Zeman

Cvičení: Ing. Jaroslav Zeman; Bc. Miroslav Zeman

Synopse

Předmět seznámí se základy OS Linux.

Sylabus

Architektura OS. Vlastnosti systému a jeho použití. Správa paměti, využití procesoru (multiprocesing). Správa disku, mirroring, sdílení, souborové systémy. Nastavení HW prostředků a podpora PNP (video, síťové karty, modemy atd.), I/O, přerušení, DMA. Bootovací manažéry.

Přístupová práva. Tvorba uživatelů a jejich uživatelských profilů. Přístup k souborům.

Vývojové prostředí. Instalace a údržba systému. Překladač gcc, jeho základní volby, oddělený překlad. Nástroj pro management překladu make, nástroj pro udržování verzí RCS. Ladění a analýza programů pomocí debug funkcí.

Shelly. Příkazové, grafické. Práce s příkazovou řádkou, práce s editorem VI, VIM.

Komunikační protokoly, šifrování

Kredit:B4

Rozsah:1/1

Zakončení:Z Zk

Semestr:zimní

Předpoklady: F CN 118, F CN 125, F 0D 181, Počítačové sítě II, Počítačové sítě III

Zápočet:Písemný test (20 bodů z 30)

Přednášející:Ing. Jaroslav Zeman

Cvičení:Bc. Miroslav Zeman

Synopse

Student získá základní poznatky o komunikačních protokolech a šifrování přenosu.

Sylabus

Komunikační protokoly 802.x, šifrovací algoritmy, šifrovací klíče.

Příprava audiovizuálních pořadů
F 3Z 801

Kredit: B3

Rozsah: 0/2

Zakončení: Z

Semestr: letní

Předpoklady: F 0D 187

Cvičení: RNDr. Hynek Sekanina, Ph.D.

Poznámka: Pro bloky F 0D (Počítačová technika) a F 0B (Astrofyzika a základy teoretické fyziky).

Synopse

Praktická cvičení jsou zaměřena na tvorbu a zpracování vlastních audiovizuálních pořadů zaměřených na konkrétní tematiku. Hotové projekty jsou pak upravovány s ohledem na jejich následnou distribuci a archivaci a zaznamenávány na CD, případně na video.

Sylabus

Zpracování zvuku. Základní vlastnosti zvukových karet a jejich typy (standard Sound Blaster). Počítačové generování zvuku: FM syntéza, tabulková syntéza (wave table), princip syntézy zvuku. Formáty zvukových souborů, jejich vlastnosti a typy (např. wav, mid, mp3), princip PCM. Samplování zvukových nahrávek do formátu wav, parametry samplování a jejich vliv na kvalitu nahrávky, úprava zvukových nahrávek (filtrace, střih, speciální efekty, převzorkování). Komprimace zvukových nahrávek. Programy pro práci se zvukem.

Zpracování obrazových snímků. Scannery a scannování obrázku. Typy obrazových formátů a jejich charakteristiky (jpg, gif, bmp, tga, psd, ...). Zpracování obrazu: formáty barev (RGB, CMYK), modely lidského vnímání (HSB, HLS), odstíny a stupně šedi, konverze barevných formátů, barevné tabulky a palety, indexové barvy. Jas a barevnost obrázku, retušování. Přehled SW pro práci s obrazem.

Zpracování videosekvencí. Charakteristiky a použití speciálních digitalizačních karet. Úpravy videosnímků, střihy, konvertování videosekvence do formátu avi a mpg, mpeg2. Vlastnosti jednotlivých formátů. Ozvučování videosekvencí. Zpětná konverze na videosignál. Programy pro zpracování videa.

Praktika

Testování základních logických členů: Ověření správné logické funkce hradel AND, NAND, OR, NOR a inventoru, určení statických (napěťové úrovně logických stavů) a dynamických parametrů hradel (zpoždění signálu ze vstupu hradla na výstup).

Astabilní a monostabilní klopné obvody: Základní zapojení astabilního klopného obvodu s dvěma hradly a se třemi hradly, určení výstupní frekvence signálu, blokování astabilního klopného obvodu. Zapojení monostabilního klopného obvodu a určení doby zpoždění.

Syntéza kombinačních logických obvodů: Zapojení kombinačních obvodů s více logickými vstupy, ověření funkce multiplexerů a demultiplexerů, syntéza dekodéru pro hexadecimální segmentové display.

Sekvenční logické obvody: Syntéza posuvných registrů pomocí klopných obvodů D a JK, testování integrovaných posuvných registrů. Syntéza synchronních a asynchronních čítačů pomocí hradel D a JK, testování integrovaných asynchronních a synchronních čítačů s předvolbou, čítání inkrementační a dekrementační.

Počítačové periferie
F 0D 127

Kredit:A4

Rozsah:1/1

Zakončení: Z Zk

Semestr:letní

Předpoklady: F CN 118

Přednášející: Ing. Jaroslav Zeman

Cvičení:Ing. Jaroslav Zeman; Bc. Miroslav Zeman

Sylabus

Rozhraní počítačových periferií:RS232, paralelní port, Firewire (IEEE 1394), SCSI, USB, PCMCIA.

Tiskárny: principy a technologie tisku, náklady, spotřební materiál.

Skenery: použité technologie, teorie skenování.

CD a DVD vypalovačky: formáty CD-R, CD-RW, DVD+, DVD-, DVD+RW, DVD-RW, technologie a principy vypalování, použité materiály pro CD a DVD.

Digitální kamery a fotoaparáty, webkamery:technologie, parametry fotografických přístrojů a kamer, paměťové karty a čtečky, formáty obrazových a video souborů.

CRT a LCD monitory, dataprojektory:technologie, vlastnosti monitorů a dataprojektorů.

Modemy a faxovací zařízení:připojení a nastavení na PC, přenosové protokoly.

Externí disky a jejich připojení k PC

Diplomový seminář a praxe z počítačové techniky
F 0D 940

Kredit:A6

Rozsah:0/6

Zakončení:Z

Semestr:letní

Předpoklady:F 01 900, F PA 104

Zápočet:splnění cílů v přípravě diplomové práce vytyčených vedoucím

Převodníky analogových a číslicových signálu
F 0D 180

Kredit:B4

Rozsah: 1/1

Zakončení: Z Zk

Semestr: zimní

Předpoklady: F 0D 126, F PA 104

Přednášející: Ing. Tomáš Janečka

Cvičení: Ing. Tomáš Janečka

Synopse

Předmět seznamuje s typy převodníků, popisuje jejich funkce s ohledem na začlenění do komplexních měř. systémů.

Sylabus

Vlastnosti převodníků, základní pojmy. Popis měřicího řetězce. Základní pojmy: kvantovací krok, kvantovací hladina, počet kvantovacích hladin, bitová šířka, rozsah, rozlišovací schopnost, přesnost převodníku. Typy používaných kódů. Chyby převodníků: chyba převodní strmosti, nelinearita, monotónnost, hystereze. Šumy převodníků: odstup signál/šum, efektivní počet bitů. Dynamické vlastnosti: doba přepnutí, doba ustálení.

Číslicově-analogové převodníky. Paralelní převodníky: s proudovým a napěťovým výstupem, s přepínatelnými rezistorovými sítěmi (váhové rezistory, kombinované odporové sítě, rezistorové sítě typu T), s přepínatelnými proudovými zdroji (s invertovanou sítí R-2R, s cyklickou záměnou rezistorů), převodníky s funkčním průběhem. Sériové převodníky. Převodníky s nepřímým převodem.

Analogově-číslicové převodníky. Diskretizace a kvantování signálu. Paralelní komparační převodníky. Převodníky s postupnou komparací. Kompenzační převodníky: sledovací, s postupnou aproximací, s vyrovnáním náboje. Integrační převodníky: s mezipřevodem na kmitočet, s mezipřevodem na interval.

Speciální převodníky. Převodníky napětí na kmitočet: převodník s MKO a referenčním zdrojem, převodníky řízené krystalem, převodníky bez referenčního zdroje. Použití A/D a D/A převodníku ve speciálních mikročipech.

Periferní obvody měřicího systému, měřicí karty. Multiplexery, demultiplexery. Elektronické zesilovače s přepínatelným zesílením. Filtrační obvody pro omezení spektra vstupního signálu a pro potlačení kvantovacího šumu. Typy filtračních obvodu. Vzorkovače s pamětí. Aplikace měřicího systému v měřicích počítačových kartách, bloková struktura měřicích karet, typy karet.

Praktika

Vlastnosti paralelního D/A převodníku. Vlastnosti a principy převodu paralelních D/A převodníků, vliv bitové šířky převodníku na počet kvantizačních úrovní, vliv referenčního napětí (proudu) na velikost kvantizačního kroku převodníku, způsoby eliminace kvantizačního šumu převodníku.

Vlastnosti aproximačního A/D převodníku. Vlastnosti a principy převodu A/D převodníků s postupnou aproximací, význam aproximačního registru, číslicový výstup převodníku paralelní a sériový, činnost vzorkovacího obvodu, vyhodnocení číslicového výstupu převodníku.

Nepřímý převodník s mezipřevodem na frekvenci. Měření teploty odporovým teplotním čidlem, měření intenzity světla fotocitlivým rezistorem, použití těchto čidel v nepřímém převodníku s mezipřevodem na frekvenci, vyhodnocení výsledku pres standardní rozhraní počítače.

Měřicí počítačové karty. Vlastnosti měřicích karet, jejich bloková struktura, rozložení I/O portu karet Axiom AX5411 a PC-711S v paměťovém systému počítače, zápis a čtení přes datové porty karty pomocí programu DEBUG a jazyka C. Charakteristika D/A převodníku na měřicí kartě, generování výstupních signálu prostřednictvím D/A převodu. Charakteristika A/D převodníku, použití vstupního analogového multiplexeru, měření vstupních analogových signálů s využitím IRQ přerušení a DMA kanálu.

Počítačové sítě I
F 0D 181

Kredit:B6

Rozsah:1/2

Zakončení:Z Zk

Semestr:letní

Předpoklady:F CN 118, F CN 125

Zápočet:2 písemné testy (20 bodů z 30)

Přednášející:RNDr. Hynek Sekanina, PhD.

Cvičení:Bc. Miroslav Zeman

Doporučená literatura: [P10],[P12],[P15],[P16],[P17],[P22],[P23],[P26],[P30],[P31],[P34],[P35]

Poznámka:Praktická cvičení jsou věnována instalaci, konfiguraci a správě základního síťového hardware.

Synopse

Student získá základní poznatky o architektuře, typech a funkci počítačových sítí, síťových zařízeních, síťových protokolech a základních měřeních na sítích.

Sylabus

Základní pojmy. Sítě LAN, WAN, MAN, Wireless. Síťové servery diskové, souborové, distribuované souborové, tiskové. Implementace malých pracovních skupin, síťové rozhraní, síťové médium, síťový software, sítě založené na serveru a sítě typu 'peer-to-peer', management síťového PC, desktop Management Interface (DMI), referenční model OSI, hierarchická komunikace, formáty informací, vrstvy OSI modelu, adresace, rámce, pakety a zprávy, síťové topologie, kabelážní systémy, technologie 100VG-AnyLAN, Ethernet/IEEE 802.3, Token Ring/IEEE 802.5, technologie Fast Ethernetu, FDDI, technologie bezdrátových sítí 802.11b, repeatery, huby, transceivery, bridge, switche, síťové protokoly TCP/IP, SPX, IPX, NETBUI, vzdálená správa a přístup k PC, Firewally, atd.

Praktika

  • Instalace strukturované kabeláže, základní měření strukturované kabaláže, parametry 10/100/1G sítí.
  • Základní vlastnosti TCP/IP, routovací tabulka, třídy adres, veřejné a soukromé adresy, maska, brána, ukázka libovolného skenovacího programu na sítě, základní testovací programy a utility.
  • Nastavení a administrace 10/100 Ethernet hub, zapojení optického modulu, nastavení a administrace 10/100 Ethernet Switche, zapojení optického modulu, VLAN, instalace print serveru, diskuse o zapojování a vytváření sítí.
    1. Propojení dvou počítačů přes modem (win98).
    2. Nastavení 1. počítače jako RAS (s sdílením internetu), 2. počítače jako klienta.
    3. Propojení počítačů přes COM, LPT, USB, 1394 porty.
    4. Programy pro komunikaci a sdílení přes TCP/IP apod., Norton PC Anywhere.
  • Nastavení a administrace WinRoute PRO 4.1, ukázka instalace a nastavení libovolného sw Firewallu, Norton Internet Security, diskuse o síťovém zabezpečení PC.
  • Nastavení a administrace Routeru, instalace a nastavení hardwarového Firewallu.
  • Bezdrátová síť.
  • Network Access server – instalace a nastavení, konfigurace Apache serveru, nastavení PHP, MySQL, instalace perlu, upgrade systému, připojení síťové kamery Axis.
  • Počítačové sítě II

    Kredit:B6

    Rozsah: 2/2

    Zakončení: Z Zk

    Semestr: zimní

    Předpoklady: F CN 118, F CN 125, F 0D 181

    Zápočet: Písemný test (20 bodů z 30)

    Přednášející:Ing. Jaroslav Zeman

    Cvičení:Bc. Miroslav Zeman

    Synopse

    Student získá základní poznatky o síťových protokolech a službách (OSPF, BGP4, Trafic shaping & QoS (IP Packet Prioritization), IGMP, VRRP, RSVP, IPSEC a VPN, NAT, PAT a DHCP, managementu sítě a směrování paketů na 2, 3 a 4 vrstvě.

    Sylabus

  • Protokoly a služby: OSPF, BGP4, Trafic shaping & QoS (IP Packet Prioritization), IGMP, VRRP, RSVP, IPSEC a VPN.
  • Protokol RIP2 a směrování v sítích na 2, 3 a 4 síťové vrstvě.
  • Management sítě pomoci SNMP protokolu.
  • Služby NAT, PAT a DHCP.

    Praktika

    Ve cvičeních se studenti budou učit instalovat jednotlivé zařízení, vytvářet síť, tuto síť pak managementovat, dále v této síti pak směrovat pakety na 2, 3 a 4 síťové vrstvě. Dále se naučí pracovat s protokolem SNMP a pomocí něho spravovat jednotlivé zařízení.

    Počítačové sítě III

    Kredit: B6

    Rozsah: 1/2

    Zakončení: Z Zk

    Semestr: letní

    Předpoklady: F CN 118, F CN 125, F 0D 181, Počítačové sítě II

    Zápočet: Písemný test (20 bodů z 30)

    Přednášející:Ing. Jaroslav Zeman

    Cvičení:Bc. Miroslav Zeman

    Synopse

    Student získá základní poznatky o instalaci a administraci síťových operačních systémů (Windows, Novell, Linux a jejich vzájemné integraci) a terminálových serverů.

    Sylabus

  • Síťový operační systém Windows 2003 server.
  • Síťový operační systém Novell Small Business Suite.
  • Terminal server - Windows Terminal Server 2003.
  • Terminal server - Linux WhiteBox.
  • Integraci produktů Microsoft server do systému Novell a Unix - Services for Unix a Services for Netvare.
  • 602LAN SUITE.
  • Samba Linux server v sítích s Windows.
  • IIS 6.0.

    Praktika

    Ve cvičeních se studenti budou učit instalovat jednotlivé síťové operační systémy a tvořit z nich funkční heterogenní počítačovou síť.

    Počítačové sítě IV

    Kredit: B5

    Rozsah: 1/2

    Zakončení: Z Zk

    Semestr: zimní

    Předpoklady: F CN 118, F CN 125, F 0D 181, Počítačové sítě II, Počítačové sítě III

    Zápočet: Písemný test (20 bodů z 30)

    Přednášející:Ing. Jaroslav Zeman

    Cvičení:Bc. Miroslav Zeman

    Synopse

    Student získá základní poznatky o instalaci a provozu konferenčních serverů a také serverů pro týmovou práci.

    Sylabus

  • Spolupráce v reálném čase.
  • Sdílení informací.
  • Microsoft Office Live Meeting.
  • Microsoft Office Live Communications Server.
  • Videokonference - Microsoft(R) Netmeeting a GnomeMeeting.
  • OpenH323 Gatekeeper, OpenGatekeeper.
  • Protokol a služby H.323.
  • IP telefonie.
  • Microsoft media services.
  • Unicast a Multicast vysílání.
  • ILC, ULC a Gatekeeper servery.

    Praktika

    Ve cvičeních se studenti budou učit instalovat servery pro spolupráci v reálném čase a sdílení informací, instalovat videokonferenční servery a připojovat k nim klienty, dále se budou učit zprovoznit audio a video vysílání v režimu unicast a multicast.

    Bezpečnost počítačových sítí a PC

    Kredit:B5

    Rozsah:1/2

    Zakončení:Z Zk

    Semestr:letní

    Předpoklady: F CN 118, F CN 125, F 0D 181, Počítačové sítě II, Počítačové sítě III

    Zápočet:Písemný test (20 bodů z 30)

    Přednášející:Ing. Jaroslav Zeman

    Cvičení:Bc. Miroslav Zeman

    Synopse

    Student získá základní poznatky o bezpečnosti sítí, operačních systémů a možnosti ochrany před jednotlivými druhy útoků.

    Sylabus

  • Ochrana proti zcizení a poškození dat a hesel.
  • Postupy a strategie útočníku při napadení sítě.
  • Ochrana www a FTP serverů.
  • Monitorování sítě, firewally, DoS útoky.
  • Šifrování komunikace a dat, symetrické a asymetrické šifrování, digitální podpisy a certifikáty.
  • Autentizace.
  • Redundance.
  • Viry, červy a trojské koně.
  • Password cracking, haše hesel.
  • SSH, SSL. Kerberos, MDA5.
  • IPSec.
  • systémy ověřování RADIUS a IAS.
  • VPN.
  • WEP a WPA.

    Praktika

    Ve cvičeních se studenti budou učit zabezpečovat servery, stanice, internetové aplikace a síťový provoz, nastavovat správně hesla, porty a zabezpečenou síťovou komunikaci.

    Programování logických polí
    F 0D 182

    Kredit:B6

    Rozsah: 1/2

    Zakončení: Z Zk

    Semestr: zimní

    Předpoklady: F 0D 126

    Přednášející: Ing. Tomáš Janečka

    Cvičení: Ing. Tomáš Janečka

    Poznámka: Praktická cvičení jsou zaměřena na praktický návrh a realizaci logického systému, který je pak implementován do programovatelného logického obvodu typu GAL.

    Synopse

    Předmět je zaměřen na tvorbu číslicových systémů s využitím speciálních čísl. ob. na bázi programování logického pole.

    Sylabus

    Charakteristiky programovatelných obvodů. Rozdělení programovatelných obvodů, princip a základní struktury: realizace kombinační funkce součinovým polem AND a součtovým polem OR, struktura pole u obvodů PROM, struktura pole u obvodů PAL, struktura PLA. Programovatelný invertor, třístavový výstupní zesilovač, klopné obvody, realizace propojek (fuse).

    Obvody se strukturou PAL. Struktura s jednoduchým kombinačním výstupem, s kombinačním obousměrným, resp. třístavovým výstupem, struktura s registrovým výstupem.

    Obvody se strukturou GAL. Princip návrhu log. funkce: použití konfigurovatelných bloku OLMC. Programové módy: jednoduchý mód, smíšený mód, registrový mód. Typy obvodů GAL.

    Obvody se strukturou FPGA. Vlastnosti obvodu FPGA firmy XILINX, architektura hradlového pole FPGA: konfigurační paměť, vstupně-výstupní konfigurovatelný blok (IOB), konfigurovatelný logický blok (CLB), propojovací sít. Konfigurační módy: řídící a řízený mód, mód periferie, současná konfigurace více obvodu FPGA. Typy obvodu FPGA firmy XILINX.

    Návrhový systém ABEL. Postup návrhu aplikace obvodů PLD: zdrojový text, kompilace, simulace a ladění programu, optimalizace logických rovnic, volba cílového obvodu, vytvoření programovacího souboru JEDEC, naprogramování cílového obvodu. Syntaxe jazyka ABEL: zápis logických rovnic, popis pravdivostní tabulkou, popis stavovými diagramy.

    Praktika

    Syntaxe jazyka ABEL. Složení zdrojového textu: záhlaví, deklarace, logický popis obvodu, zkušební vektory. Základní definice a pravidla: klíčová slova, čísla, konstanty, proměnné a identifikátory.

    Způsoby logického popisu aplikace. Popis přiřazovacími příkazy, příkaz WHEN-THEN-ELSE, popis aplikace pravdivostní tabulkou kombinačního typu a registrového typu.

    Stavové automaty a jejich diagramy. Definice stavového automatu, automat Moorova typu a Mealyho typu. Popis stavových automatu prostřednictvím stavových diagramů v jazyce ABEL.

    Programování obvodu GAL. Kompilace programového kódu, simulace funkce pomocí testovacích vektorů, vygenerování programovacího souboru JEDEC a jeho popis, vlastní naprogramování obvodů GAL a jeho testování.

    Návrhové systémy elektrických spojů
    F 0D 183

    Kredit: B6

    Rozsah: 1/2

    Zakončení: Z Zk

    Semestr: letní

    Přednášející: Ing. Tomáš Janečka

    Cvičení: Ing. Tomáš Janečka

    Poznámka: Praktická cvičení jsou zaměřena na počítačový návrh tištěných spojů elektronických obvodů v návrhovém systému EAGLE.

    Synopse

    Předmět je zaměřen na práci v CAD programech pro návrh vlastních el. spojů.

    Sylabus

    Základní popis EAGLE. Spuštění programu, nastavení vlastního prostředí a popis příkazů pro konfiguraci prostředí: příkaz WINDOW, GRID, DISPLAY atd., práce s vrstvami.

    Kreslení elektrického schématu. Vlastní editace elektrické schéma, používání existujících knihoven elektronických prvků a jiných objektů, propojení prvků, přiřazování jmen signálům a sběrnicím. Kontrola elektronického schématu příkazem ERC.

    Návrh vlastní elektrické desky. Přímý návrh s použitím existujících knihoven elektronických pouzder, kreslení elektrických spojů. Návrh desky s použitím elektrického schématu příkazem BOARD. Manuální návrh a automatický návrh elektrických spojů příkazem AUTO, nastavení parametru automatického návrhu. Kontrola desky příkazem DRC.

    Definování vlastních knihoven prvků a pouzder. Vytvoření nové knihovny, kreslení schematické značky a pouzdra součástky, propojení schematické značky s pouzdrem příkazem CONECT. Použití definované součástky ve vlastním návrhu desky.

    Grafický výstup EAGLE. Nastavení parametrů grafického výstupu, volba zobrazovaných vrstev v režimu tisku elektrického schématu a elektrické desky, propojení na tiskárny a plottery, výstupní formát GERBER.

    Objektové programování I
    F 0D 184

    Kredit:B4

    Rozsah:2/0

    Zakončení:Z

    Semestr:zimní

    Zápočet:odevzdání naprogramované aplikace podle zadání vyučujícího

    Přednášející:Ing. Jaroslav Zeman

    Cvičení:Ing. Jaroslav Zeman

    Synopse

    Předmět je zaměřen na pochopení základů objektového programování bez ohledu na finální použitý programovací jazyk a základy syntaxe jazyka Visual Basic.

    Sylabus

  • Objekty:
    1. Vlastnosti
    2. Metody
    3. Konstruktory
    4. Destruktory
    5. Přístup k metodám a vlastnostem
    6. Dědění
    7. Přepis metod a vlastností
  • Dynamický model chování aplikací:
  • Vznik události
  • Ošetření události
  • Probublávání události k nadřízeným objektům

    Syntaxe jazyka Visual Basic:

    Objektové programování II
    F 0D 178

    Kredit:B6

    Rozsah:1/2

    Zakončení:Z, Zk

    Semestr:letní

    Předpoklady:F 0D 184

    Zápočet:odevzdání naprogramované aplikace podle zadání vyučujícího, referát na dané téma

    Zkouška:písemná a ústní

    Přednášející:Ing. Jaroslav Zeman

    Cvičení:Ing. Jaroslav Zeman

    Doporučená lit.: Microsoft Visual Basic 6.0 (Příručka programátora, MS, ISBN: 80-7226-154-1), Mistrovství ve Visual Basicu 6.0 (The Mandelbrot Set International, Ltd, ISBN: 807226205x)

    Synopse

    Student získá základní znalosti prostředí MS Windows a MSDN v rámci programovacího jazyka Visual Basic.

    Sylabus

    Ovládací prvky. Objekty souborového systému, objekty pro získávaní vstupu, použití objektu OLE ke spuštění aplikací, objekty datové, objekt Timer, použití ovladačů ActiveX.

    Menu a dialogová okna. Použití editoru menu, zpracování příkazu menu, objekty Common Dialog Object, obsluha událostí zpracovávajících dialogová okna.

    Pokročilá uživatelská rozhraní. Nové formuláře v programu, výstup programu na tiskárnu, ošetření chyb rutinou pro obsluhu chyby.

    Kreslení a speciální efekty. Kresby na formuláři s využitím objektu Line a Shape, vytvoření grafického příkazového tlačítka, podpora Drag and Drop, animace v programu.

    Textové soubory a databáze. Využití objektu TextBox, vytvoření nového textového souboru na disku, zpracování databází, použití objektu RecordSet.

    Tvorba aplikací. Objekty VB v prostředí VB a Windows, prvky dialogů, dialogy (modal, modeles), MSI, SDI, grafické objekty, objekty pro I/O.

    Komunikace programu s ext. Prostředím. RS232, HP-IB, Centronix, TCP/IP.

    Distribuce programu. Testování, ladění a kompilace programu. Použití nástroje "Application Setup Wizard" pro vytvoření instalační verze výsledného softwarového produktu.

    Multimediální aplikace
    F 0D 187

    Kredit: X#

    Rozsah: 1/2

    Zakončení: Z [Zk jen pro F 0D (Počítačová technika)]

    Semestr: zimní

    Předpoklady: F 0D 123 (s. 62) jen pro blok F 0D (Počítačová technika); pro blok F 0B (Astrofyzika a základy teoretické fyziky) bez předpokladů.

    Přednášející: RNDr. Hynek Sekanina, Ph.D.; prof. RNDr. Zdeněk Stuchlík, CSc.

    Cvičení: RNDr. Hynek Sekanina, Ph.D.; Vojtěch Bartek

    Synopse

    Praktická cvičení jsou zaměřena na tvorbu a zpracování vlastních audiovizuálních pořadů zaměřenou na konkrétní tematiku. Hotové projekty jsou pak upravovány s ohledem na jejich následnou distribuci a archivaci a zaznamenávány na CD, případně na video. Poznámka: X# = B6 pro blok F 0D (Počítačová technika), X# = B4 pro blok F 0B (Astrofyzika a základy teoretické fyziky).

    Sylabus

    Zpracování zvuku. Základní vlastnosti zvukových karet a jejich typy (ADLIB, SOUND BLA¬STER, AWE 32, AWE 64). Počítačové generování zvuku: FM syntéza, tabulková syntéza (wave table), princip syntézy zvuku. Formáty zvukových souborů, jejich vlastnosti a typy (mod, s3m, wav, mid). Samplování zvukových nahrávek do formátu wav, parametry samplování a jejich vliv na kvalitu nahrávky, úprava zvukových nahrávek: filtrace, střih, speciální efekty, převzorkování. Komprimace zvukových nahrávek do formátu mpg.

    Zpracování obrazových snímků. Scannery a scannování obrázků. Typy obrazových formá¬tů a jejich charakteristiky (jpg, gif, bmp, tga, . . .). Zpracování obrazu: formáty barev (RGB, CMYK), modely lidského vnímání (HSB, HLS), odstíny a stupně šedi, konverze barevných for¬mátů, barevné tabulky a palety, indexové barvy. Jas a barevnost obrázků: color balance, retu¬šování.

    Zpracování videových snímků. Charakteristiky a použití speciálních digitalizačních karet pro zpracování videosekvencí. Úpravy videových snímků: restaurování obrazových snímků, střihy, konvertování videosekvence do formátu avi a mpg, vlastnosti formátů avi a mpg. Ozvučování videosekvencí. Zpětná konverze avi a mpg na videový signál.

    Tvorba www stránek – HTML a CSS
    F 0D 186

    Kredit: A5

    Rozsah: 1/2

    Zakončení: Z Zk

    Semestr: zimní

    Předpoklady: F CN 125

    Zápočet: Odevzdaný příklad www stránek dle zadání vyučujícího

    Zkouška: Písemná 40b, ústní 10b

    Přednášející: Ing. Jaroslav Zeman

    Cvičení: Bc. Miroslav Zeman

    Synopse

    Studenti v rámci předmětu budou seznámeni se základy tvorby www stránek a správy www serveru a s jazykem HTML a kaskádními styly CSS.

    Sylabus

    Základy principu tvorby www stránek.Rozdělení dokumentu (hlavička, obsah). Základní informace o dokumentu (autor, kódová strana, název, klíčová slova, řízení obnovy a cache). Oddělení obsahu dokumentu od formátu.

    Jazyk HTML.Základní popis tágů jazyka a jejich vlastností. Pojmenování tágů (ID, NAME). Základní požadavky na dokument XHTML.

    Kaskádové styly CSS. Styly základních tagů, styly pojmenovaných tágů, styly vnořených tágů. Polohování tágů pomocí CSS. Interní a externí definice stylu. Speciální funkce stylů (nájezd, kurzory, vlastnosti okna).

    Základy počítačové fyziky
    F 0D 130

    Kredit:B4

    Rozsah:1/1

    Zakončení:Z Zk

    Semestr:letní

    Předpoklady:F 01 100, F 0D 128

    Přednášející:prof. RNDr. Zdeněk Stuchlík, CSc.

    Cvičení:RNDr. Stanislav Hledík, Ph.D.

    Doporučená literatura: [48], [63], [105], [128], [131]

    Synopse

    Seznámení se základními programovými balíky pro matematiku a počítačovou fyziku.

    Sylabus

    Programové balíky. Komerční – Mathematica, MAPLE, MathLAB, Origin aj., nekomerční – gnuplot, Octave aj.

    Tvorba dynamických www stránek
    F 0D 179

    Kredit:B6

    Rozsah:1/2

    Zakončení:Z, Zk

    Semestr:letní

    Předpoklady:F 0D 186, F 0D 139,F 0D 137,F 0D 147,F 0D

    Zápočet:Ročníková práce sestávající se s funkčního IS systému, zahrnujícího vystavení min. jednoho formuláře a jeho zpracování na straně klienta a serveru

    Přednášející: Ing. Jaroslav Zeman

    Cvičení:Ing. Jaroslav Zeman

    Doporučená lit.: Dynamické HTML (Scoty Isaacs, Computer Press 1998, ISBN 80-7226-083-9), Kompletní průvodce CSS (Petr Staníček, Computer Press 2003, ISBN 80-7226-872-4), PHP pro úplné začátečniky (Jakub Mach, Computer Press 2003, ISBN 80-7226-834-1), PHP tvora interaktivních internetových aplikací (Jiří Kostek, Grada 1999, ISBN 80-7169-373-1)

    Synopse

    Student získá nutné poznatky k tvorbě IS na bázi HTTP protokolu. Cvičení jsou věnovány instalaci PHP a www serveru, správě serveru a praktickému použití PHP, SQL. Studenti mají volný přístup vývojovému prostředí vč. rozsáhlých knihoven.

    Sylabus

  • Dynamickým model HTML klienta.
  • Vazba PHP jazyka na SQL a www server.
  • Vazbou jazyka PERL na SQL a www server.
  • Vazbou mezi CGI a www serverem.
  • Tvorbu formulářů a zpracování formulářových dat.
  • Základy bezpečnostní politiky v oblasti provozu www serverů.

    Programování v Perlu
    F 0D 139

    Kredit:B6

    Rozsah:2/1

    Zakončení:Z, Zk

    Semestr:zimní

    Zápočet:Ročníková práce sestávající se s funkčního programu a jeho popisu, Referát

    Zkouška:Písemná a ústní (zahrnuje sestavení fungujícího programu a jeho předvedení)

    Přednášející:Ing. Jaroslav Zeman

    Cvičení:Ing. Jaroslav Zeman

    Doporučená lit.:Naučte se PERL za 21 dnů (Laura Lemay, Computer Press 2002, ISBN 80-7226-616-0);PERL (Larry Wall a kolektiv, Computer Press 1997, ISBN 80-7226-95-8)

    Synopse

    Student získá přehled o možnostech hromadného zpracování textových informací pomocí jazyka PERL a vazbě jazyka na CGI, SQL a www server. Cvičení jsou věnovány instalaci perlu, vývojovému prostředí, vazbu jazyka na www server. Studenti mají volný přístup vývojovému prostředí vč. rozsáhlých knihoven.

    Sylabus

  • Syntaxe jazyka:
    1. vestavěné typy
    2. proměnné (skalár, hash, pole)
    3. operátory
    4. řídící struktury
    5. ovladače souborů
    6. regulární výrazy
    7. zpracování seznamů
  • Základy části programů:
    1. lexikální struktura
    2. termy
    3. příkazy
    4. deklarace
    5. podprogramy
    6. vestavěné funkce
    7. speciální proměnné
  • Vazbou mezi CGI a jazykem PERL
  • Tvorba skriptů
  • Instalací jazyka a vývojového prostředí ACTIVE STATE
  • Instalací a využitím volně dostupných balíčků pod GNU z CPAN a ACTIVE STATE
  • SQL
    F 0D 137

    Kredit:B6

    Rozsah:2/1

    Zakončení:Z, Zk

    Semestr:zimní

    Zápočet:Ročníková práce sestávající se s funkčního IS systému, zahrnujícího vystavení min. jednoho formuláře a jeho zpracování na straně klienta a serveru

    Přednášející: Ing. Jaroslav Zeman

    Cvičení: Ing. Jaroslav Zeman

    Doporučená lit.: SQL, Milan Šimůnek, ISBN 80-7169-692-7, Grada 1999; Databázové systémy, Doc. RNDr. Jaroslav Pokorný, CSc., ISBN 80-01-01724-9, ČVUT 1997; Dotazovací jazyky, Doc. RNDr. Jaroslav Pokorný, CSc., ISBN 80-901475-2-2, SCIENCE 1994; Naučte se MySQL za 21 dní, (Mark Maslakowski, ISBN: 80-7226-448-60); SQL Server 2000 Programujeme profesionálně (Robert Vieira, ISBN: 80-7226-506-7)

    Synopse

    Předmět je věnovaný základům relačních databází a neprocedurálnímu normovanému jazyku SQL. Cvičení jsou věnovány praktickému nasazení jazyka ve spojení s www aplikacemi.

    Sylabus

    Databázové systémy. Popis systémů, vlastnosti, objektově orientovaný databázový model.

    Relační databáze.Popis, základní pojmy, matematický aparát, vyhledávácí algoritmy.

    Návrh databáze. Základní postupy při tvorbě relační databáze, konceptuální schéma, ER-diagramy, typy atributů, relačního spojení, normalizace databází.

    Jazyková syntaxe SQL. Matematický aparát, predikáty, logické spojky, manipulace s DB, relacemi, entitami, projekce, selekce, agregace dat, řízení transakcí, řízení přístupových práv.

    Využití SQL. v programových prostředcích - PERL, PHP.

    Programování v jazyce Java-Script
    F 0D

    Kredit:B5

    Rozsah:1/1

    Zakončení:Z, Zk

    Semestr:letní

    Předpoklady: F BL 124, F 0D 139

    Zápočet:Ročníková práce sestávající se s funkčního skriptu pro ověření platností dat na straně klienta po vyplnění formuláře, Referát

    Přednášející: Ing. Jaroslav Zeman

    Cvičení:Ing. Jaroslav Zeman

    Doporučená lit.: Kompletní průvodce CSS (Petr Staníček, Computer Press 2003, ISBN 80-7226-872-4); Java Programujeme profesionálně (Brett Spell, ISBN: 80-7226-667-5); JavaScript Kompletní průvodce (David Flanagan, ISBN: 80-7226-626-8); Java servlety a JSP (Marty Hall, ISBN: 80-8633-006-0)

    Synopse

    Student získá nutné poznatky k tvorbě skriptů na straně klienta. Cvičení jsou věnovány praktickému nasazení jazyka ve spojení s www aplikacemi.

    Sylabus

  • Syntaxe jazyka:
    1. vestavěné typy
    2. proměnné
    3. operátory
    4. řídící struktury
    5. objektovému přístupu jazyka k prvkům dokumentu
    6. objektový model zpracování událostí
  • Základy části programů:
    1. lexikální struktura
    2. příkazy
    3. podprogramy a vestavěnými funkcemi
  • Programové zpracování:
    1. objektový model klienta
    2. událostí na straně klienta
    3. zápis do proudu dokumentu a tvorba objektů na straně klienta
    4. modifikací vlastností prvků objektů (CSS)
    5. zpracování uživatelových dat před odesláním na stranu serveru
  • Dynamický model chování klienta:
    1. Vznik události
    2. Ošetření události
    3. Probublávání události k nadřízeným objektům

    Programování v jazyce PHP
    F 0D 147

    Kredit:B6

    Rozsah:2/1

    Zakončení:Z, Zk

    Semestr:letní

    Předpoklady: F 0D 139

    Zápočet:Ročníková práce sestávající se s funkčního programu pro vystavení www stránek, Referát

    Přednášející:Ing. Jaroslav Zeman

    Cvičení:Ing. Jaroslav Zeman

    Doporučená lit.:Kompletní průvodce CSS (Petr Staníček, Computer Press 2003, ISBN 80-7226-872-4); PHP pro úplné začátečníky (Jakub Mach, Computer Press 2003, ISBN 80-7226-834-1); PHP tvora interaktivních internetových aplikací (Jiří Kostek, Grada 1999, ISBN 80-7169-373-1); PHP Programujeme profesionálně - 2. opravené vydání (kolektiv autorů ISBN: 80-7226-310-2)

    Synopse

    Student získá nutné poznatky k tvorbě www stránek pomocí PHP. Cvičení jsou věnovány instalaci PHP a www serveru, správě serveru a praktickému použití PHP, SQL. Studenti mají volný přístup vývojovému prostředí vč. rozsáhlých knihoven.

    Sylabus

  • Syntaxe jazyka:
    1. vestavěné typy
    2. proměnné (skaláry, pole)
    3. operátory
    4. řídící struktury
  • Základy části programů:
    1. lexikální struktura
    2. příkazy
    3. podprogramy
    4. vestavěné funkce
  • Vazbou mezi PHP a www serverem (zpracování dotazů GET, POST)
  • Tvorba formulářů a zpracování formulářových dat
  • Vazbou mezi PHP a SQL serverem
  • Vazbou mezi serverem a klientem (session, cookies) a využití volně dostupných knihoven pod licencemi GNU
  • Instalací PHP v prostředí www serveru, včetně instalace a využití vývojového prostředí
  • Bezpečnostní politikou pře realizaci IT systémů

    Programování v jazyce Python
    F 0D

    Kredit:B6

    Rozsah:2/1

    Zakončení:Z, Zk

    Semestr:zimní

    Předpoklady: F 0D 139

    Zápočet:Ročníková práce sestávající se s funkčního programu, Referát

    Přednášející: Ing. Jaroslav Zeman

    Cvičení:Ing. Jaroslav Zeman

    Doporučená lit.: Python - Referenční programátorská příručka (Beazley, David, M., ISBN: 8086330052); Naučte se Python pohotová příručka (Mark Lutz, David Ascher, ISBN: 802470367X)

    Synopse

    Student získá nutné poznatky k tvorbě programů na bázi jazyka Python. Cvičení jsou věnovány instalaci jazyku, vývojovému prostředí a praktickému nasazení jazyka. . Studenti mají volný přístup vývojovému prostředí vč. rozsáhlých knihoven.

    Sylabus

  • Syntaxe jazyka:
    1. vestavěné typy
    2. proměnné
    3. operátory
    4. řídící struktury
  • Základy části programů:
    1. lexikální struktura
    2. termy
    3. příkazy
    4. podprogramy
    5. vestavěné funkce
  • Objekty a metody objektů
  • Objektový přístup jazyka
  • Využití jazyka pro multi-platformní aplikace
  • Instalací jazyka a vývojového prostředí
  • Využití volných knihoven pod licencemi GNU

    Programování v jazyce Ruby
    F 0D

    Kredit:B6

    Rozsah:2/1

    Zakončení:Z, Zk

    Semestr:zimní

    Zápočet: Ročníková práce sestávající se s funkčního programu, Referát

    Přednášející: Ing. Jaroslav Zeman

    Cvičení: Ing. Jaroslav Zeman

    Synopse

    Student získá nutné poznatky k tvorbě programů na bázi jazyka Ruby. Cvičení jsou věnovány instalaci jazyku, vývojovému prostředí a praktickému nasazení jazyka.

    Sylabus

  • Syntaxe jazyka:
    1. vestavěné typy
    2. proměnné
    3. operátory
    4. řídící struktury
  • Základy části programů:
    1. lexikální struktura
    2. příkazy
    3. podprogramy
    4. vestavěné funkce
    5. objekty a metody objektů
  • Objektový přístup jazyka
  • Využití jazyka pro multi-platformní aplikace
  • Instalací jazyka a vývojového prostředí
  • Využití volných knihoven pod licencemi GNU

    Programování v jazyce C#
    F 0D

    Kredit:B6

    Rozsah:2/1

    Zakončení:Z, Zk

    Semestr:zimní

    Předpoklady: F BL 124, F 0D

    Zápočet:Ročníková práce sestávající se s funkčního programu, Referát

    Přednášející: Ing. Jaroslav Zeman

    Cvičení:Ing. Jaroslav Zeman

    Doporučená lit.: C# Programujeme profesionálně, (Simon Robinson, ISBN: 80-251-0085-5); C# v kostce pohotová referenční příručka, (Peter Drayton, ISBN: 8024704439)

    Synopse

    Student získá nutné poznatky k tvorbě programů na bázi jazyka C#. Cvičení jsou věnovány instalaci jazyku, vývojovému prostředí a praktickému nasazení jazyka.

    Sylabus

  • Syntaxe jazyka:
    1. vestavěné typy
    2. proměnné a pole (včetně více rozměrných)
    3. operátory
    4. řídící struktury
  • Základy části programů:
    1. lexikální struktura
    2. příkazy
    3. podprogramy
    4. vestavěné funkce
    5. objekty a metody objektů
  • Vazbou jazyka na XML
  • Tvorbou finálních aplikací pod OS MS Windows:
  • návrh formulářů
  • návrh menu a tlačítkových lišt
  • zpracování událostí
  • Instalací jazyka a vývojového prostředí
  • Využití volných knihoven z MSDN a prostředí COM včetně ActiveX pro tvorbu finálních aplikací

    LaTEX
    F BL 890

    Kredit:C4

    Rozsah:1/2

    Zakončení:Z Ko

    Semestr:letní

    Zápočet:Vysázení odborného textu obsahujícího grafiku v LaTEXu v rozsahu alespoň čtyř stránek.

    Přednášející:RNDr. Stanislav Hledík, Ph.D.

    Cvičení:RNDr. Stanislav Hledík, Ph.D.

    Doporučená literatura: [75], [87], [118]

    Synopse

    Vhodné jako průprava pro počítačové zpracování diplomové práce. Zaměřeno na fyzikální texty.

    Sylabus

    Úvod. Vývoj typografie, nástup počítačů; role autora, grafika a sazeče; přehled počítačových typografických systémů, jejich přednosti a nedostatky.

    Stručné principy TEXu. Nezávislost na zařízení, přehled implementací TEXu; viditelné značkování, programovatelnost; formáty v TEXu; algoritmy řádkového a stránkového zlomu, algoritmus dělení slov; matematická sazba; jak TEX pracuje s fonty; inicializace a spouštění TEXu.

    Seznámení s uživatelským prostředím. Nezbytné příkazy operačního systému unix, editor GNU Emacs, spouštění LaTEXu, prohlížeč xdvi, prohlížeče Ghostview a Acrobat Reader.

    Základy LaTEXu. Příprava zdrojového souboru a jeho struktura; vizuální versus logické značkování; logické členění dokumentu; výčty a seznamy.

    Matematická sazba. Specifika matematické sazby; často používané struktury (zlomky, indexy, exponenty apod.); matematické symboly; matice; několikařádkové formule; ...a mnoho dalších.

    Plovoucí objekty. Umisťování obrázků a tabulek jakožto "plovoucích" objektů a základní pravidla; alternativní způsoby umisťování.

    Křížové reference. Odkazování pomocí dvojice \label{} a \ref{}; bibliografie a citace; automatická tvorba obsahu; tvorba rejstříku pomocí programu MakeIndex; tvorba bibliografie pomocí programu bibTEX.

    Přizpůsobení vzhledu dokumentu. Dokument-class options, page styles; číslování; nastavení vlastních rozměrů, délek, šířek apod.

    PostScript a obrázky. Základní informace o jazyku PostScript; TEXovský \special a ovladač dvips, PostScriptové fonty, tisk a prohlížení PostScriptového souboru.

    Tvorba pdf výstupu. pdfTEX, práce s ním a jeho specifika; jak vytvořit hypertextový elektronický dokument.

    Počítačová grafika I – Úprava fotografií
    F 0D 141

    Semestr:zimní

    Rozsah:0/2

    Kredit:C4

    Zápočet:Podmínkou udělení zápočtu bude odevzdat 3 ks upravených fotografií z vlastní tvorby

    Přednášející:bc. Miroslav Zeman, Vojtěch Bartek

    Návaznosti:Počítačové periferie

    Doporučená literatura: Manuál k programu Adobe Photoshop

    Sylabus

    Úkolem tohoto předmětu bude posluchače seznámit se základy úprav fotografie. Studenti budou pracovat s programem Adobe Photoshop. Zde se budou učit retušovat, obarvovat a odbarvovat, spojovat fotografie a provádět další efekty. Studenti si zopakují snímaní obrazu a přenos dat do PC.

    Počítačová grafika II – DTP

    Semestr:letní

    Rozsah:0/2

    Kredit:C4

    Přednášející:bc. Miroslav Zeman, Vojtěch Bartek

    Návaznosti:Počítačová grafika I

    Zápočet:Podmínkou udělení zápočtu bude odevzdat maketu plakátu a knihy připravené pro tisk.

    Doporučená literatura:Beran, Vladimír & kol.:Aktualizovaný typografický manuál. Kafka design, Praha 1999; Manuál k programu Adobe InDesign a QuarkXPress

    Sylabus

    Úkolem tohoto předmětu bude posluchače seznámit se základními pravidly sazby, typografie a běžnými zásadami grafické úpravy tiskovin. Hlavní důraz bude položen na řešení konkrétních grafických návrhů (plakát, kniha) s použitím vlastních fotografií vytvořených v rámci studia. Studenti budou pracovat v programech Adobe InDesign a QuarkXPress. Studenti se seznámí také s předtiskovou úpravou dokumentu (např. pro jednotlivé vazby knih), základními vlastnostmi ofsetového tisku.

    Počítačová grafika III – Vektorová grafika

    Semestr:zimní

    Rozsah:0/2

    Kredit:C4

    Zápočet:Podmínkou udělení zápočtu bude odevzdat 2 ks návrhu plakátu nebo počítačové grafiky vlastní tvorby.

    Přednášející:bc. Miroslav Zeman, Vojtěch Bartek

    Doporučená literatura:Manuál k programu Adobe Ilustrator a Corel Draw

    Sylabus

    Úkolem tohoto předmětu bude posluchače seznámit se základy tvorby vektorové grafiky. Studenti budou pracovat s programem Adobe Ilustrátor a Corel Draw. Zde se budou učit tvořit vektorové objekty, pracovat s písmem, vyplňovat objekty, pracovat s barvami, pracovat s křivkami, pracovat s texturami, provádět další efekty, atd. Studenti si zopakují snímaní obrazu a přenos dat do PC.

    Počítačová grafika IV – Macromedia Flash
    F 0D 146

    Semestr:letní

    Rozsah:0/2

    Kredit:C4

    Zápočet:Podmínkou udělení zápočtu bude odevzdat návrhu multimediální prezentace a webové grafiky.

    Přednášející:bc. Miroslav Zeman

    Doporučená literatura: Manuál k programu Macromedia Flash, Flash 5 - Uživatelská příručka, Flash 5 a úvod do tvorby animací, Flash5 action scrtipt

    Sylabus

    Úkolem tohoto předmětu bude posluchače seznámit se základy tvorby flashové grafiky. Zde se budou učit tvořit multimediální prezentace a webovou grafiku pomoci programu Macromedia Flash.

    Úvod do animačních postupů pomocí movie clipu i pomocí Action Scriptu. Základy programování v prostředí Action Scriptu.

    Fyzikální vlastnosti elektromagnetického pole a jeho praktické použití
    F 0D 146

    Kredit:B3

    Rozsah:1/0

    Zakončení:Z

    Semestr:letní

    Přednášející:Ing. Miroslav Vala, CSc.

    Doporučená literatura:

    Synopse

    Předmět je základním kursem v oblasti mikrovlnných přenosových systémů.

    Sylabus

  • Základní principy bezdrátového přenosu.
  • Modulace signálu: (AM, FM, QM, FSK, BPSK, QPSK, QAM, CCK, OFDM, COFDM, PCM).
  • Požadavky na šířku pásma.
  • Příjem a zpracování signálu (superheterodyn; šumová teplota a šířka pásma).
  • Signálová cesta (modulátor, up-konvertor, zesilovač, anténní systém, předzesilovač, down-konvertor /směšovač/, AGC, demodulátor).
  • Útlum prostředí, vliv prostředí na šíření signálu - Fresnelovy zóny.
  • Anténní systémy.
  • Přenosové systémy.

    Fyzikální vlastnosti metalických vedení
    F 0D 135

    Kredit:B3

    Rozsah:1/0

    Zakončení:Z

    Semestr:zimní

    Předpoklady:F 01 100, F 0D 128

    Přednášející:

    Doporučená literatura:

    Synopse

    Předmět je základním kursem v oblasti přenosových systémů využívajících metalické vedení.

    Sylabus

  • Útlum, kmitočtový rozsah, přeslech, fázový posuv, skupinové zpoždění.
  • Koaxiální vedení.
  • UTP/STP vedení.
  • Konektory.
  • Digitální a analogový přenos.
  • Realizace digitálního přenosu.

    Fyzikální vlastnosti optických vedení
    F 0D

    Kredit:B6

    Rozsah:2/1

    Zakončení:Z, Zk

    Semestr:zimní

    Předpoklady:F 01 103, F 0D 128

    Přednášející:

    Doporučená literatura:

    Sylabus

  • Útlum, disperse, numerická apertura.
  • Konstrukce optického vlnovodu.
  • Výroba optických vlnovodů.
  • Optické kabely.
  • Optické vláknové prvky.
  • Analogové optické přenosové systémy.
  • Digitální optické přenosové systémy (PDH, SDH).

    XML
    F 0D

    Kredit:A3

    Rozsah:1/1

    Zakončení:Zk

    Semestr:zimní

    Předpoklady:F 01 103, F 0D 128

    Přednášející:Ing. Jaroslav Zeman

    Doporučená literatura:

    Sylabus

  • Syntaxe formátu XML:
  • základní definice (atomy, entity, elementy)
  • syntaxe dokumentu (prolog, kódování, poznámky, deklarace)
  • syntaxe DTD (elementy, argumenty, přítomnost hodnot, podmínečné sekce, entity, externí deklarace)
  • syntaxe elementů xml (definice, datová sekce)
  • Vazba XML na XSL/XSLT, popis formátu XSLT:
  • stromový transformační model
  • formátování (selektory, stromy)
  • area model (pravoúhlé oblasti, mezery, bloky, řádky, vložené oblasti, třídění, separátory)
  • formátovací objekty

    Analýza signálů
    F 0D

    Kredit:A4

    Rozsah:2/0

    Zakončení:Zk

    Semestr:letní

    Předpoklady:

    Přednášející:

    Doporučená literatura:

    Synopse

    Předmět je zaměřen na digitální zpracování jedno- i vícerozměrných signálů ve fyzice, měřící technice.

    Sylabus

  • Systémy a signály spojité a diskrétní v čase.
  • Časová a amplitudová diskretizace, vzorkovací teorém.
  • Deterministické a stochastické signály. Stabilita a kauzalita, lineární časově invariantní systémy.
  • Rozvoj periodických funkcí do harmonických řad.
  • Analýza signálů v časové, frekvenční a časově-frekvenční oblasti.
  • Přenosová funkce, impulsní odezva systému, zkreslení (vazba na přenosovou šířku pásma).
  • Furierova transformace – FT, RFT, digitální realizace FT a RFT (praktické použití FT v rámci OFDM).
  • Digitální filtrace a stavba digitálních filtrů – FIR, IIR (numerická realizace konvolučního integrálu, dolno-frekvenční filtry na odstranění šumu, úzko-pásmové filtry, filtry pro odstranění výstřelů).

    Fyzikální základy elektroniky I
    F PA 104

    Kredit:X3

    Rozsah:2/0

    Zakončení:Zk

    Semestr:Zimní

    Předpoklady:F 01 100

    Zkouška:ústní s písemnou přípravou.

    Zápočet:aktivní účast ve cvičeních.

    Přednášející:Ing. Miroslav Vala, CSc.

    Cvičení:Ing. Miroslav Vala, CSc.

    Doporučená literatura:[9], [12], [173]

    Poznámka:X = B pro blok F 02 (Učitelská fyzika), F 0D (Počítačová technika);
    X = A pro bloky F 05 (Aplikovaná fyzika – profilace Optoelektronika),
    F 07 (Aplikovaná fyzika – profilace Ionizující záření)

    Sylabus

    Fyzikální základy polovodičů. Úvod; elektronová teorie elektřiny, vodivost látek, volné elektrony, termoemise; základní vlastnosti polovodičů; vlastní polovodiče, nevlastní polovodiče; vedení proudu v polovodičích; základní vlastnosti polovodičového přechodu; přechod kov-polovodič, přechod PN, VA (voltamperová charakteristika).

    Polovodičové součástky. Diskrétní polovodičové součástky; diody usměrňovací, lavinové, stabilizační, tunelové, kapacitní, vf a spínací; provedení, VA charakteristiky a použití; bipolární tranzistory, unipolární tranzistory, provedení, VA charakteristiky (h,y), základní zapojení; spínací polovodičové součástky: dvoubázová dioda, diak, tyristor, triak, VA voltamperové charakteristiky, použití, základní zapojení; optoelektronické součástky: fotorezistory, fototranzistory, fototyristory, LED diody, optrony, zobrazovací jednotky.

    Fyzikální základy elektroniky II
    F PA 104

    Kredit:B3

    Rozsah:2/0

    Zakončení:Zk

    Semestr:Zimní

    Předpoklady:F 01 100

    Zkouška:ústní s písemnou přípravou.

    Zápočet:aktivní účast ve cvičeních.

    Přednášející:Ing. Miroslav Vala, CSc.

    Cvičení:Ing. Miroslav Vala, CSc.

    Doporučená literatura:[9], [12], [173]

    Poznámka:X = B pro blok F 02 (Učitelská fyzika), F 0D (Počítačová technika);
    X = A pro bloky F 05 (Aplikovaná fyzika – profilace Optoelektronika),
    F 07 (Aplikovaná fyzika – profilace Ionizující záření)

    Sylabus

    Základní elektronické obvody. Napájecí zdroje: chemické, síťové, zdvojovače a násobiče napětí, filtrace, stabilizátory napětí a proudu; zapojení s tranzistory: klidový pracovní bod, stabilizace klidového pracovního bodu; vlastnosti základních zesilovacích stupňů, vícestupňové zesilovače, stejnosměrná a střídavá vazba, zavedení zpětné vazby; aplikace st, nf, vf, vhf, uhf; výkonové nf aplikace třídy A, B, AB; operační zesilovače: teorie zpětné vazby, diferenční zesilovač a jeho vlastnosti; základní vlastnosti a parametry operačního zesilovače; invertující a neinvertující OZ; základní zapojení s OZ – integrátor, derivátor, komparátor, operační usměrňovač aj.

    Generátory elektrických signálů, klopné obvody. Generátory harmonických oscilací: základní zapojení LC, RC a krystalových oscilátorů; základní klopné obvody: astabilní, bistabilní, monostabilní a Smittův klopný obvod.

    Obvody sdělovací techniky. Selektivní radioelektronické obvody; selektivní obvody LC, jednoduché rezonanční obvody, vázané rezonanční obvody, filtry soustředěné selektivity; laděné a neladěné zesilovače.

    Fyzikální základy elektroniky III
    F PA 104

    Kredit:B3

    Rozsah:2/0

    Zakončení:Zk

    Semestr:Zimní

    Předpoklady:F 01 100

    Zkouška:ústní s písemnou přípravou.

    Zápočet:aktivní účast ve cvičeních.

    Přednášející:Ing. Miroslav Vala, CSc.

    Cvičení:Ing. Miroslav Vala, CSc.

    Doporučená literatura:[9], [12], [173]

    Sylabus

    Fyzická realizace logických členů. Základní charakteristiky logických členů. Logické stavebnice na bázi technologie TTL: elektrické, statické a dynamické vlastnosti členů, montážní součin a třístavové výstupy. Elektrické vlastnosti členů s technologií CMOS. Fyzická realizace logických členů do pouzder a jejich zapojení. Modifikace technologií TTL a CMOS.

    Základy číslicové techniky. Základní statické a dynamické parametry obvodů, aplikační pravidla a základní zapojení s nimi; logické členy CMOS, základní statické a dynamické parametry, aplikační pravidla;

    Paměti. Definice paměti, technologie paměti, základní parametry. Organizace paměťových pouzder, spojování pouzder pro dosažení větší kapacity. Paměti se sekvenčním výběrem a s libovolným přístupem. Typy pamětí a jejich použití: paměti RAM, LIFO a FIFO, paměti SRAM a DRAM, paměti PROM, EPROM a EEPROM. Programování pamětí.

    Speciální obvody. Obvody pro zvětšení zatížitelnosti (budiče), Schmittův klopný obvod, monostabilní klopné obvody a jejich použití, optoelektronické součástky, analogové multiplexery.

    Praktikum z elektroniky I
    F PA 105

    Kredit:B3

    Rozsah:0/2

    Zakončení:Z

    Semestr:zimní

    Předpoklady:F 01 101, F PA 104

    Zápočet:odevzdání stanoveného počtu protokolů.

    Vedoucí laboratoře:Mgr. Richard Švacha

    Vyučující:Ing. Miroslav Vala, CSc. (el.), doc. RNDr. Petr Hlubina, CSc. (oel.)

    Doporučená literatura:[9], [12], [173]

    Seznam úloh

    1. Elektrická vodivost kovů a polovodičů.
    2. Určení šířky zakázaného pásu u polovodiče.
    3. Určení driftové pohyblivosti nosičů náboje v polovodiči.
    4. Polovodičové diody. Usměrňovač s polovodičovou diodou, stabilizátor se Zenerovou diodou.
    5. Kapacitní dioda Cd = f(U), jakost diody, sériový rezonanční odpor.
    6. Charakteristiky tranzistoru – určení čtyřpólových parametrů tranzistoru v zapojení se společným emitorem.
    7. Tranzistorový zesilovač a omezovač.
    8. Přenosové vlastnosti tranzistorového zesilovače.
    9. Operační zesilovač a zapojení s OZ.
    10. Tranzistorový RC generátor harmonického signálu.
    11. Měření šířky přenášeného pásma optického přijímače.
    12. Měření spektrální závislosti citlivosti optického detektoru.

    Praktikum z elektroniky II
    F PA 105

    Kredit:B2

    Rozsah:0/2

    Zakončení:Z

    Semestr:zimní

    Předpoklady:F 01 101, F PA 104

    Zápočet:odevzdání stanoveného počtu protokolů.

    Vedoucí laboratoře:Mgr. Richard Švacha

    Vyučující:Ing. Miroslav Vala, CSc. (el.), doc. RNDr. Petr Hlubina, CSc. (oel.)

    Doporučená literatura:[9], [12], [173]

    Synopse

    Praktická cvičení jsou zaměřena na návrh logických obvodů, jejich funkce je ověřována na simulačním programu EWB a digitální stavebnici DS 200.

    Seznam úloh

    1. Číslicové integrované obvody TTL, kombinační logické obvody.
    2. Sekvenční logické obvody.
    3. Klopné obvody – čítání.
    4. Astabilní klopné obvody – generátory signálů, časových značek, hodin.

    Číslicové prvky a systémy
    F 0D 126

    Kredit:B5

    Rozsah: 3/0

    Zakončení: Z Zk

    Semestr: letní

    Předpoklady: souběžně s F PA 104

    Přednášející: Ing. Tomáš Janečka

    Cvičení: Ing. Tomáš Janečka

    Sylabus

    Úvod do číslicové techniky. Zobrazení čísel se základem 2, hexadecimální zobrazení, typy a vlastnosti dvojkových kódů. Základní operátory Booleovy algebry a jejich vlastnosti (logický součet a součin, negace). Definice logických funkcí a jejich popis logickou rovnicí a pravdivostní tabulkou, zjednodušování zápisu logické funkce algebraickou minimalizací a Karnaughovou metodou.

    Základní logické operátory. Definice úplného systému logických funkcí, minimální úplné systémy logických funkcí. Souvislost mezi fyzikální strukturou a logickými operátory. Symbolické zobrazení základních operátorů. Realizace logických funkcí pomocí členů NAND a NOR.

    Kombinační logické obvody. Definice kombinačních obvodů. Realizace součtových a součinových funkcí s velkým počtem vstupů, sjednocení a průnik dvou binárních veličin, kontrola sudé nebo liché parity, dekodéry, multiplexery a demultiplexery, multiplexer jako generátor funkce.

    Logické obvody pro aritmetické operace. Základní operace v dvojkové aritmetice. Stavba sčítačky pro kladná čísla, pravdivostní tabulka, rovnice, schéma. Sčítačka pro zrychlený přenos. Použití sčítačky ve funkci odečítačky. Srovnávací obvod, aritmetická jednotka.

    Klopné obvody a registry. Princip klopného obvodu RS, pravdivostní tabulka RS, rozbor statických a dynamických parametrů klopného obvodu RS, několikavstupové klopné obvody RS. Vlastnosti klopných obvodů JK a D. Obecné vlastnosti klopných obvodů pro čítání a posouvání, paměťové registry realizované z klopných obvodů RS, JK a D, použití synchronních a asynchronních vstupů. Realizace posuvných registrů a jejich typy.

    Čítače. Princip synchronního a asynchronního čítání. Realizace synchronního čítače v přímém dvojkovém kódu, jeho rovnice a schéma, realizace asynchronního čítače v přímém dvojkovém kódu. Integrované čítače, synchronní čítače se synchronní a asynchronní předvolbou.

    Mikroprocesorové systémy. Blokové schéma obecného mikroprocesorového systému, charakteristika jednotlivých funkčních bloků, adresová, řídící a datová sběrnice. Počítač s Harvardskou architekturou a počítač von Neumannova typu. Speciální mikročipy s integrovanými funkčními bloky.