宜賓學(xué)院《數(shù)字化相關(guān)軟件》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁宜賓學(xué)院

《數(shù)字化相關(guān)軟件》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題1分，共20分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、在數(shù)字邏輯中，若要實(shí)現(xiàn)一個(gè)能檢測(cè)輸入的6位二進(jìn)制數(shù)中是否有連續(xù)的3個(gè)1的電路，最少需要使用幾個(gè)移位寄存器？（）A.1B.2C.3D.42、考慮一個(gè)數(shù)字電路中的加法器，已知其輸入為兩個(gè)8位的二進(jìn)制數(shù)A和B，以及一個(gè)進(jìn)位輸入C_in。如果要計(jì)算A+B+C_in的和，并輸出結(jié)果S和進(jìn)位輸出C_out，以下哪種方法可以最有效地實(shí)現(xiàn)？（）A.使用多個(gè)全加器級(jí)聯(lián)B.構(gòu)建一個(gè)大型的加法運(yùn)算電路C.利用軟件算法進(jìn)行計(jì)算，不使用硬件電路D.以上方法的效果相同，可以隨意選擇3、二進(jìn)制編碼是數(shù)字系統(tǒng)中表示信息的重要方式。關(guān)于二進(jìn)制編碼，以下說法不正確的是（）A.8421碼是一種常見的有權(quán)碼B.格雷碼相鄰兩個(gè)編碼之間只有一位不同C.余3碼是一種無權(quán)碼D.無論采用哪種編碼方式，都能唯一表示所有的十進(jìn)制數(shù)4、在數(shù)字電路中，若要對(duì)一個(gè)8位的二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行取模運(yùn)算，以下哪種方法較為可行？（）A.使用除法器B.通過邏輯運(yùn)算C.利用計(jì)數(shù)器D.以上都不是5、加法器是數(shù)字電路中進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算的重要部件。以下關(guān)于加法器的描述，不正確的是（）A.半加器不考慮低位的進(jìn)位B.全加器考慮低位的進(jìn)位C.串行加法器的運(yùn)算速度比并行加法器快D.可以通過多個(gè)全加器級(jí)聯(lián)構(gòu)成多位加法器6、數(shù)字邏輯是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的重要基礎(chǔ)，它涉及到數(shù)字電路的設(shè)計(jì)和分析。以下關(guān)于數(shù)字邏輯中數(shù)制的描述，錯(cuò)誤的是（）A.二進(jìn)制是計(jì)算機(jī)中最常用的數(shù)制，只有0和1兩個(gè)數(shù)字B.八進(jìn)制由0-7這8個(gè)數(shù)字組成，逢8進(jìn)1C.十進(jìn)制是我們?nèi)粘Ｉ钪凶畛Ｓ玫臄?shù)制，逢10進(jìn)1D.十六進(jìn)制由0-9和A-F組成，其中A-F分別表示10-15，逢16進(jìn)1，在數(shù)字邏輯中，十六進(jìn)制常用于表示二進(jìn)制數(shù)，以方便閱讀和書寫7、邏輯門是數(shù)字電路的基本單元，常見的邏輯門有與門、或門、非門等。對(duì)于與非門和或非門，以下說法錯(cuò)誤的是（）A.與非門是先進(jìn)行與運(yùn)算，然后對(duì)結(jié)果取非B.或非門是先進(jìn)行或運(yùn)算，然后對(duì)結(jié)果取非C.與非門和或非門都可以由與門、或門和非門組合而成D.與非門和或非門在邏輯功能上是完全相同的8、考慮到一個(gè)大規(guī)模集成電路的布局布線，假設(shè)芯片上集成了數(shù)十億個(gè)晶體管，需要合理安排它們的位置和連接以減少延遲和功耗。這是一個(gè)極其復(fù)雜的問題，通常需要借助專業(yè)的工具和算法來解決。以下哪個(gè)因素在布局布線過程中對(duì)性能的影響最大？（）A.晶體管的密度B.布線的長(zhǎng)度C.電源和地線的分布D.時(shí)鐘樹的設(shè)計(jì)9、數(shù)字邏輯中的鎖存器可以存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。假設(shè)一個(gè)透明鎖存器，當(dāng)使能信號(hào)為高電平時(shí)，輸入數(shù)據(jù)可以通過鎖存器。如果使能信號(hào)一直為高電平，輸入數(shù)據(jù)頻繁變化，以下哪種情況可能會(huì)導(dǎo)致輸出不穩(wěn)定？（）A.鎖存器的響應(yīng)速度慢B.輸入信號(hào)的噪聲C.電源電壓波動(dòng)D.以上情況都可能10、數(shù)字邏輯中的邏輯門有多種類型，如與門、或門、非門等。一個(gè)三輸入與門，當(dāng)三個(gè)輸入都為高電平時(shí)，輸出是什么電平？（）A.高電平B.低電平C.不確定D.根據(jù)其他因素判斷11、假設(shè)正在研究數(shù)字電路中的時(shí)序問題，即輸入信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)之間的時(shí)間關(guān)系對(duì)電路輸出的影響。以下哪種情況可能導(dǎo)致時(shí)序違規(guī)？（）A.輸入信號(hào)在時(shí)鐘上升沿附近變化B.時(shí)鐘信號(hào)的占空比不穩(wěn)定C.建立時(shí)間和保持時(shí)間不滿足要求D.以上情況都可能導(dǎo)致時(shí)序違規(guī)12、考慮一個(gè)同步時(shí)序邏輯電路，若其輸出不僅取決于當(dāng)前的輸入，還取決于電路的內(nèi)部狀態(tài)，那么該電路屬于：（）A.Moore型電路B.Mealy型電路C.無法確定D.以上都不是13、在數(shù)字電路中，組合邏輯電路的輸出僅取決于當(dāng)前的輸入。以下關(guān)于組合邏輯電路的描述中，不正確的是（）A.加法器是一種常見的組合邏輯電路B.組合邏輯電路不存在反饋回路C.編碼器和譯碼器都屬于組合邏輯電路D.組合邏輯電路在工作過程中，輸出狀態(tài)會(huì)隨輸入的變化而不斷改變14、在數(shù)字邏輯電路中，使用集成電路芯片構(gòu)建電路時(shí)，需要考慮芯片的引腳功能和連接方式。假設(shè)使用一個(gè)特定的譯碼器芯片，以下關(guān)于芯片引腳的理解和使用，哪個(gè)是正確的（）A.所有引腳的功能都是固定的，不能改變B.可以根據(jù)需要靈活配置某些引腳的功能C.引腳的連接順序不影響電路功能D.以上說法都不正確15、對(duì)于一個(gè)4位的二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，從0開始計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)到哪個(gè)值時(shí)，再輸入一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖會(huì)產(chǎn)生進(jìn)位輸出？（）A.1111B.1000C.1001D.111016、若一個(gè)T觸發(fā)器的輸入為高電平，在時(shí)鐘脈沖的作用下，其輸出狀態(tài)會(huì)怎樣變化？（）A.保持不變B.翻轉(zhuǎn)C.置1D.置017、時(shí)序邏輯電路與組合邏輯電路不同，它具有記憶功能，能夠存儲(chǔ)過去的輸入信息。以下關(guān)于時(shí)序邏輯電路的描述，錯(cuò)誤的是（）A.觸發(fā)器是時(shí)序邏輯電路的基本存儲(chǔ)單元，常見的有D觸發(fā)器、JK觸發(fā)器等B.時(shí)序邏輯電路的輸出不僅取決于當(dāng)前的輸入，還與電路的過去狀態(tài)有關(guān)C.時(shí)序邏輯電路可以用狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖、狀態(tài)表等方式進(jìn)行描述D.時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)比組合邏輯電路簡(jiǎn)單，不需要考慮復(fù)雜的時(shí)序關(guān)系18、數(shù)據(jù)選擇器和數(shù)據(jù)分配器是常用的組合邏輯電路。以下關(guān)于它們的描述，錯(cuò)誤的是（）A.數(shù)據(jù)選擇器根據(jù)選擇控制信號(hào)從多個(gè)輸入數(shù)據(jù)中選擇一個(gè)輸出B.數(shù)據(jù)分配器將輸入數(shù)據(jù)按照指定的方式分配到多個(gè)輸出端C.數(shù)據(jù)選擇器和數(shù)據(jù)分配器的功能可以相互轉(zhuǎn)換，通過改變輸入和輸出的連接方式D.數(shù)據(jù)選擇器和數(shù)據(jù)分配器在實(shí)際應(yīng)用中很少使用，對(duì)數(shù)字電路的設(shè)計(jì)影響不大19、在數(shù)字邏輯中，PLD（可編程邏輯器件）和FPGA（現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列）是常用的可編程器件。如果要實(shí)現(xiàn)一個(gè)復(fù)雜的數(shù)字邏輯功能，并且對(duì)速度和資源利用有較高要求，以下哪種器件更適合？（）A.PLD，其邏輯資源相對(duì)較少但速度快B.FPGA，具有豐富的邏輯資源和較高的靈活性C.兩者都不適合，應(yīng)使用專用集成電路D.取決于具體的功能和設(shè)計(jì)要求，無法一概而論20、在數(shù)字系統(tǒng)中，模/數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）和數(shù)/模轉(zhuǎn)換器（DAC）起著重要的作用。以下關(guān)于ADC轉(zhuǎn)換精度的描述中，錯(cuò)誤的是（）A.轉(zhuǎn)換精度取決于ADC的位數(shù)B.位數(shù)越多，轉(zhuǎn)換精度越高C.轉(zhuǎn)換精度與輸入信號(hào)的頻率無關(guān)D.轉(zhuǎn)換精度與參考電壓的穩(wěn)定性有關(guān)二、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）詳細(xì)說明數(shù)字邏輯中計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘管理和時(shí)鐘分頻技術(shù)，分析其在降低系統(tǒng)時(shí)鐘頻率和功耗方面的應(yīng)用。2、（本題5分）在數(shù)字電路中，解釋如何分析數(shù)字邏輯電路的信號(hào)完整性問題，如反射、串?dāng)_和電源噪聲，以及解決方法。3、（本題5分）解釋在數(shù)字邏輯中如何利用有限狀態(tài)機(jī)（FSM）來設(shè)計(jì)一個(gè)控制器，舉例說明其應(yīng)用。4、（本題5分）詳細(xì)闡述如何用邏輯門實(shí)現(xiàn)一個(gè)減法器，考慮借位的處理。5、（本題5分）在數(shù)字電路設(shè)計(jì)中，解釋如何根據(jù)給定的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖設(shè)計(jì)出相應(yīng)的時(shí)序邏輯電路，包括狀態(tài)分配和邏輯方程的推導(dǎo)。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)選擇器，根據(jù)11個(gè)控制信號(hào)從2048個(gè)輸入數(shù)據(jù)中選擇一個(gè)輸出。2、（本題5分）使用移位寄存器和計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)一個(gè)能產(chǎn)生特定序列脈沖的電路，畫出邏輯圖和時(shí)序分析。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)能對(duì)輸入的8位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行奇偶校驗(yàn)的電路，輸出校驗(yàn)結(jié)果，用邏輯門實(shí)現(xiàn)，畫出邏輯圖。4、（本題5分）用D觸發(fā)器和加法器設(shè)計(jì)一個(gè)能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)累加并判斷溢出的電路，給出邏輯圖和功能說明。5、（本題5分）使用計(jì)數(shù)器和數(shù)據(jù)選擇器設(shè)計(jì)一個(gè)能產(chǎn)生多種不同頻率脈沖信號(hào)的電路，畫出邏輯圖和頻率分析。四、分析題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）用數(shù)字邏輯實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)字信號(hào)壓縮感知電路。深入分析壓縮感知的原理和算法，解釋如何通過數(shù)字邏輯實(shí)現(xiàn)信號(hào)的采樣和壓縮，研究恢復(fù)算法和壓縮效果。2、（本