Dvojhodnotové signály

ČT sa zaoberá tzv. číslicovými ( logickými ) obvodmi. Sú to nelineárne obvody schopné zaujať dva stavy :
- logická 0 - vypnutý - bez napätia - L
- logická 1 - zapnutý - s napätím - H
Historicky tieto obvody môžu byť realizované :
- mechanické
- elektronické :
- relé
- elektrónky
- diódy ( polovodiče )
- tranzistory
- IO ( logické hradlá )
Bit a Byte

Bit - je záklaadná jednotka informacie. => v podstate logické nuly alebo jednotky.
Byte - je osem bitová informácha. => v podstate osem miestny riadok núl alebo jednotiek.
Základné logické funkcie a ich realizácia

Logický súčet - OR

Y= A+B+...
Na výstupe je log. 1 vtedy, ak je aspoň na 1 vstupe log.1. Je to funkcia 2 a viac vstupných premenných.
Logický súčin - AND

Y= A.B
Je opäť funkcia 2 a viac vstupných premených. Je duálna k funkcii OR. Na výstupe je log.1 vtedy, ak na všetkých vstupoch je log. 1.
Pozn.: Duálna funkcia (na rozdiel od inverznej napr. YES -NOT kedy sú na výstupoch navzájom opačné hodnoty) je:
-OR: 0 na výstupe, ak sú vstupné samé 0
-AND: 1 na výstupe, ak sú vstupné samé 1.
Negácia log. súčtu - NOR

Y= A+B+...(celé negované)
Je funkcia 2 a viac vstupných premených. Je inverzná k OR. Na výstupe je log.1 vtedy, ak na všetkých vstupoch je log.0,
(alebo: na výstupe je log.1 vtedy, ak na žiadnom vstupe nieje log.1).
Negácia log.súčinu – NAND

Y= A.B (celé negované)
Je funkcia 2 a viac vtup. premenných. Je inverzná k AND a duálna k NOR. Na výstupe je log.1, ak aspoň na 1 vstupe je log.0,
(alebo: Na výstupe je log.1, ak nie je log.1na všetkých vstupoch).
Ekvivalencia

Funkcia 2 vstupných premenných (alebo viac). Na výstupe je log.1 vtedy, ak je na vstupoch rovnaká hodnota
Nonekvivalencia – XOR

Funkcia 2 vstupných premenných (a viac). Je inverzná k ekvivalencii. Na výstupe je log.1 vtedy, ak sú na vstupoch rozdielne hodnoty
Kombinačné logické obvody (iba Multiplexor)

Logické obvody môžu byť realizované - mechanickými obvodmi, spínačmi, elektrónkovými alebo polovodičovými diskrétnymi súčiastkami,
rôznymi alebo jednotnými polovod. log. členmi, pomocou ďalších obvodov (napr. multiplexormi alebo pamäťami), pomocou programovateľných
logických polí (PLA), programovo (mikroprocesorovými obvodmi), pomocou zákaznícky alebo sériovo vyrábaných obvodov.
Multiplexor (digitálny)

Je obvod, ktorý signál privedený na 1 z viacerých vstupov (kanálov), ktorý je vybraný adresou v binárnom kóde privedie
na jediný výstup. Je to teda vpodstate elektronický prepínač, ktorý prepína vstup určený binárnou adresou k jedinému výstupu. Digitálny multiplexor
samozrejme "prepína" len 0. a 1. označuje sa MUX alebo MX. Existuje i analógový multiplexor, ktorý dokáže rovnako prepínať i analógové signály.
Ten sa označuje AMX.
Vzťah medzi počtom vstupov (kanálov) = k, a počtom adresných vstupov = A, je podľa očakávania:

Sčítačka mod. 2

Sčítačka je základom tzv. aritmetickej- logickej jednotky mikroprocesora spolu s logickými obvodmi a pamäťovými registrami, čo je základom počítača. Robí aritmetické a logické operácie. V podstate sčituje dve čísla v dvojkovej sústave ostatné operácie sa môžu robiť programovo ako aj vieme najzložitejší výpočet sa dá previesť na rád sčítaní. Pre zrýchlenie výpočtov sa niektoré funkcie môžu robiť i hardwarovo alebo pridať špeciálnu aritmetickú jednotku, matematický koprocesor (od 486 je priamo súčasťou procesora). Sériová sčítačka je pomalá pri 64-bit. Sčítačke treba na spočítanie 64-krokov, pretože pre sčítanie každého rádu musíme v predošlom kroku vypočítať prenos – nemôžeme teda viacerí súčasne sčitovať viaceré rády. Preto vznikne takzvaná paralelná sčítačka. Tá pracuje na princípe, že dopredu sa vypočítajú všetky prenosy pre každý rád, farebne ako funkcia všetkých nižších bitov (sčítancov). Príklad: vieme, že prenos do prvého rádu C1 závisí od bitov A0 a B0 prenos do druhého rádu C2 závisí od A0,B0,A1 a B1. Potom sa môžu súčasne paralelne sčítať všetky rády (už máme dopredu spočítané všetky prenosy). Výpočet akejkoľvek sčítačky bude teda potrebovať len dva kroky. Čo výpočet a tým i prácu číslicových zariadení – počítačov veľmi zrýchli. Takáto sčítačka je však oveľa zložitejšia.
Sekvenčné logické obvody

Sú také, u ktorých je výstupná hodnota v každom časovom okamihu závislá od kombinácie okamžitých hodnôt vstupných premenných (ak existujú) a súčasne od hodnoty
výstupnej premennej v predošlom časovom okamihu. Je to teda obvod so spätnou väzbou - výstupná hodnota sa stáva jednou zo vstupných hodnôt (alebo jedinou).
Veľkosť časového okamihu pojmu predošlá výstupná hodnota je daná technologickým oneskorením obvodu, ak treba, môže byť umelo zväčšená
(napr. pomocou RC obvodu s časovou konštantou t=R.C).
SLO majú teda "akúsi pamäť predošlej výstupnej hodnoty".

Sekvenčné logické obvody môžeme rozdeliť na 2 typy:
SLO typu MEALI

Majú ako vstupné premenné predošlú výstupnú hodnotu a "vonkajšie" vstupné hodnoty, teda

SLO typu MOORE

Majú ako vstupné premenné len predošlú výstupnú hodnotu
(nemajú teda žiadne externé vstupy).
POZN.:
Ďalšie delenie LO je na asynchrónne a synchrónne, podľa realizácie v súčasnosti na kontaktové a polovodičové
(z integrovaných logických členov - hradiel, programovateľných logických polí, programovateľných mikroprocesorových obvodov).
Bystabilné klopné obvody, čítače a posuvné registre

Bystabilné klopné obvody

Je to statické polovodičová pamäť, ktorá sa označuje ako FLIP-FLOB.
Charakterizujú ju dva stabilné stavy H a L na výstupe.
Pôvodný stav sa označuje Q0 a nasledujúci Q. V pravdivostnej tabuľke BKO
sú zahrnuté rozne stavy pre úrovne na vsupoch :
Q=Q0 - KO nezmení svoj stav
Q=Q0negované - KO sa preklopí do opačného savu
Q=H - výstup KO dosiahne úroveň H
Q=L - výstup KO dosiahne úroveň L
Q=X - KO sa preklopí do ľubovoľného stavu (tomu sa zabranuje)

KO sa rozdeľujú podľa logickej funkcie a podľa činnosti.
KO RTS

Preklápací obvod sa nuluje a nastavuje pomocou vsupov R a S.
Nemá ďaľší vstup pre synchronizačné impulzy, preto je asynchrónny KO.
Preto existuje druhý preklápací obvod so vstupom T kam privádzame synchronizačné impulzy.
Posúvne registre

Posúvny register je reťazovo zapojený pamäťový obvod.
Na rozdiel od pamätí RAM v ktorých sú adresovateľné jednotlivé bunky,
informácia uložená v bunkách jedného reťazca sa považuje za nedeliteľný celok.
Rozdelenie :
1. Statické - uchovávajú informáciu ľubovoľne dlho.
2. Dynamické - uchovávajú informáciu len po určitú dobu ktorú označujeme Tmin.

Posúvny reg. sa požíva na prevod z paralelnej formy na sériovú a naopak.
V opreačných pamätiach a ďalej ako pamäte v triediacich zariadeniach.
Pamäťové obvody

Pamäť slúži na ukladanie spracovávaných informácií pozostávajúcich z dát a programov (jednotlivých inštrukcií programu). Organizačne si pamäť môžeme predstaviť ako maticu miniatúrnych elektronických prvkov. Každá z týchto buniek môže nadobúdať stav 0 alebo 1 a je tak nositeľom informácie o veľkosti jedného bitu jednorozmernej tabuľky, pričom jednotlivé položky-bunky majú svoje poradové číslo (adresu).Tieto jednotlivé položky-bunky obsahujú hodnoty (dáta), ktoré môžeme čítať, ale aj meniť. Konkrétnej adrese je priradená len jedna položka (hodnota) a taktiež konkrétna položka má len jednu svoju adresu.
Vlastvosti pamäte:
Kapacita - Udáva sa v násobkoch a združených jednotkách najmenšej veľkosti pamäti - jeden bit. Je to veľkosť pamäti, ktorá dokáže uchovať jeden znak, alebo dvojkové číslo.
1 Byt----->8 bitov
1 KB----->1024 bitov
1 MB----->1 048 576 bitov
1 GB----->1073741824 bitov
1 TB----->1099511627776 bitov

Organizácia pamäti - NxM bitov (je daná pevne výrobcom), napr. 256x1 bit, najčastejšie sa upravuje na veľkosť údajovej zbernice, napr. veľkosť pamäti je 512 kbitov a jej organizácia je 64kbitov x 8 bitov
Prístupová doba - predstavuje čas od prijatia adresy pamäťou po vydanie údajov danej pamäťovej bunky na vývody pamäti. Tento čas charakterizuje ako maximálnu rýchlosť pamäti.
Flash pamäte

Flash - PROM - Flash Programable Read Only Memory
Pamäť len pre čítanie, ktorú užívateľ môže naprogramovať a následne vymazať po riadkoch elektrickým prúdom. Doba mazania sa pohybuje v milisekundách. Doba zápisu cca 100 ms. Počet zápisov a mazaní znesie rádovo 10000 cyklov programovania a mazania.
Operačné pamäte

Pamäti typu RAM umožňujú častý výber a záznam dát, preto sa používajú hlavne ako operačná pamäť. Operačná pamäť býva realizovaná pamäťami typu DRAM a to hlavne z dôvodu nízkej ceny. Informáciu uloženú v tomto druhu pamäti je nutné obnovovať (refresh), lebo by sa uložené dáta stratili. Je to podmienené princípom funkcie tejto pamäti. Obnovovanie dát je realizované pasívnym vyčítavaním, čo zapríčiňuje čakacie stavy procesora (wait state) a pokles výkonu.
Ďalším typickým predstaviteľom využitia pamäti typu RAM v počítači je pamäť cache, ktorá predstavuje vyrovnávaciu pamäť. Býva realizovaná pamäťami typu SRAM. Zavedenie vyrovnávacej pamäti je hlavne z dôvodu veľkej rýchlosti procesora a malej rýchlosti dynamických pamätí použitých v operačnej pamäti. Slúži ako medzičlánok pri predávaní údajov medzi procesorom a operačnou pamäťou. Pamäť cache sa často používa ako dvojúrovňová: L1 - interná implantovaná priamo v procesore (jej veľkosť je obmedzená veľkosťou plochy čipu) a L2 - externá pamäť (SRAM, prístupová doba