北京郵電大學(xué)《數(shù)學(xué)軟件程序設(shè)計(jì)》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(xiàn)…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁(yè)，共3頁(yè)北京郵電大學(xué)

《數(shù)學(xué)軟件程序設(shè)計(jì)》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15個(gè)小題，每小題1分，共15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、已知一個(gè)編碼器有8個(gè)輸入信號(hào)，需要對(duì)其進(jìn)行編碼，則輸出的二進(jìn)制代碼至少需要幾位？（）A.2位B.3位C.4位D.8位2、在一個(gè)數(shù)字電路中，需要判斷兩個(gè)4位二進(jìn)制數(shù)是否相等。以下哪種邏輯電路的設(shè)計(jì)可能是最簡(jiǎn)的？（）A.使用異或門(mén)對(duì)兩個(gè)數(shù)的每一位進(jìn)行比較，然后將結(jié)果進(jìn)行與運(yùn)算B.對(duì)兩個(gè)數(shù)逐位進(jìn)行減法運(yùn)算，判斷結(jié)果是否為0C.將兩個(gè)數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制，然后進(jìn)行比較，需要復(fù)雜的轉(zhuǎn)換電路D.對(duì)兩個(gè)數(shù)進(jìn)行按位與和按位或運(yùn)算，根據(jù)結(jié)果判斷3、在一個(gè)同步時(shí)序邏輯電路中，若時(shí)鐘脈沖的頻率為50MHz，一個(gè)狀態(tài)持續(xù)的時(shí)間為20ns，那么該電路的狀態(tài)數(shù)為：（）A.5B.10C.20D.504、在數(shù)字電路中，若要實(shí)現(xiàn)一個(gè)能將輸入的8位二進(jìn)制數(shù)乘以2的電路，以下哪種方法較為簡(jiǎn)便？（）A.左移一位B.使用乘法器芯片C.通過(guò)邏輯運(yùn)算D.以上都不是5、對(duì)于數(shù)字電路中的加法運(yùn)算，假設(shè)要實(shí)現(xiàn)兩個(gè)8位有符號(hào)二進(jìn)制數(shù)的加法，并且需要考慮溢出的情況。以下哪種方法最適合檢測(cè)溢出？（）A.檢查最高位的進(jìn)位B.比較和與操作數(shù)的符號(hào)C.使用專(zhuān)門(mén)的溢出檢測(cè)電路D.以上方法結(jié)合使用6、現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列（FPGA）是一種大規(guī)模的可編程邏輯器件。關(guān)于FPGA的結(jié)構(gòu)，以下說(shuō)法不正確的是（）A.FPGA由可編程邏輯塊、輸入輸出塊和互連資源組成B.可編程邏輯塊是FPGA的基本邏輯單元C.FPGA的布線(xiàn)資源是固定的，不能重新配置D.FPGA可以通過(guò)硬件描述語(yǔ)言進(jìn)行編程7、數(shù)據(jù)選擇器和數(shù)據(jù)分配器在數(shù)字電路中用于數(shù)據(jù)的傳輸和控制。假設(shè)我們正在研究它們的工作方式。以下關(guān)于數(shù)據(jù)選擇器和數(shù)據(jù)分配器的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.數(shù)據(jù)選擇器根據(jù)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)按照控制信號(hào)分配到多個(gè)輸出端C.數(shù)據(jù)選擇器和數(shù)據(jù)分配器可以由邏輯門(mén)和觸發(fā)器構(gòu)建D.數(shù)據(jù)選擇器和數(shù)據(jù)分配器的功能是相互獨(dú)立的，不能相互轉(zhuǎn)換8、在一個(gè)數(shù)字電路中，需要對(duì)多個(gè)輸入信號(hào)進(jìn)行優(yōu)先級(jí)編碼。以下哪種編碼器可能是最適合的？（）A.普通二進(jìn)制編碼器，對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行直接編碼B.優(yōu)先編碼器，能夠根據(jù)輸入信號(hào)的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行編碼C.格雷碼編碼器，輸出具有良好容錯(cuò)性的編碼D.以上編碼器都不適合進(jìn)行優(yōu)先級(jí)編碼9、數(shù)字邏輯中的狀態(tài)機(jī)有多種類(lèi)型，如摩爾型和米利型。假設(shè)一個(gè)狀態(tài)機(jī)用于檢測(cè)輸入序列中連續(xù)的1，以下哪種類(lèi)型的狀態(tài)機(jī)更適合？（）A.摩爾型B.米利型C.兩者都可以D.兩者都不適合10、在數(shù)字邏輯電路中，移位寄存器可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的左移和右移操作。一個(gè)4位雙向移位寄存器，當(dāng)控制信號(hào)為左移時(shí)，輸入為特定的二進(jìn)制數(shù)，經(jīng)過(guò)多次時(shí)鐘脈沖后，輸出會(huì)發(fā)生什么變化？（）A.輸出的數(shù)據(jù)依次向左移動(dòng)B.輸出的數(shù)據(jù)依次向右移動(dòng)C.不確定D.輸出的數(shù)據(jù)保持不變11、用4位二進(jìn)制加法器實(shí)現(xiàn)兩個(gè)8位二進(jìn)制數(shù)的加法運(yùn)算，需要采用？（）A.串行進(jìn)位B.并行進(jìn)位C.分組進(jìn)位D.以上都可以12、在數(shù)字邏輯中，數(shù)制的轉(zhuǎn)換是一項(xiàng)基本的操作。將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)時(shí)，以下方法錯(cuò)誤的是（）A.除2取余法，將每次的余數(shù)從右往左排列B.不斷將十進(jìn)制數(shù)除以2，直到商為0C.可以先將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制，再將八進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制D.直接按照二進(jìn)制的位權(quán)展開(kāi)計(jì)算13、在一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)中，使用編碼器將8個(gè)輸入信號(hào)編碼為3位二進(jìn)制代碼，若同時(shí)有兩個(gè)輸入信號(hào)有效，會(huì)出現(xiàn)什么情況？（）A.輸出錯(cuò)誤代碼B.隨機(jī)輸出一個(gè)有效代碼C.輸出優(yōu)先級(jí)高的輸入信號(hào)的編碼D.以上都不對(duì)14、當(dāng)研究數(shù)字電路中的計(jì)數(shù)器時(shí)，假設(shè)需要設(shè)計(jì)一個(gè)能夠從0計(jì)數(shù)到15的4位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。以下哪種計(jì)數(shù)器類(lèi)型可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能，并且在計(jì)數(shù)過(guò)程中具有較好的穩(wěn)定性？（）A.異步計(jì)數(shù)器B.同步計(jì)數(shù)器C.加法計(jì)數(shù)器D.減法計(jì)數(shù)器15、假設(shè)在一個(gè)計(jì)算機(jī)的內(nèi)存管理單元中，需要根據(jù)地址線(xiàn)的輸入來(lái)確定內(nèi)存單元的讀寫(xiě)操作。地址線(xiàn)的信號(hào)經(jīng)過(guò)一系列的邏輯處理來(lái)生成控制信號(hào)。如果要實(shí)現(xiàn)一個(gè)能夠根據(jù)不同地址范圍進(jìn)行不同操作的邏輯電路，以下哪種方法是最合適的？（）A.使用組合邏輯電路B.使用時(shí)序邏輯電路C.使用可編程邏輯器件D.使用模擬電路二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）在數(shù)字電路設(shè)計(jì)中，解釋如何進(jìn)行數(shù)字邏輯電路的電磁兼容性（EMC）設(shè)計(jì)，包括布線(xiàn)規(guī)則和屏蔽措施。2、（本題5分）詳細(xì)闡述在數(shù)字邏輯中，組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路的根本區(qū)別，并分別舉例說(shuō)明它們?cè)趯?shí)際數(shù)字系統(tǒng)中的應(yīng)用。3、（本題5分）深入分析在時(shí)序邏輯電路的狀態(tài)化簡(jiǎn)中，如何合并等價(jià)狀態(tài)以簡(jiǎn)化狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和邏輯電路。4、（本題5分）深入分析在數(shù)字電路的低功耗設(shè)計(jì)策略中，如門(mén)控時(shí)鐘、電源門(mén)控等技術(shù)的原理和應(yīng)用。三、分析題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）構(gòu)建一個(gè)數(shù)字邏輯電路，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)雷達(dá)信號(hào)的處理和目標(biāo)檢測(cè)。全面分析雷達(dá)信號(hào)的特點(diǎn)和處理算法，討論如何通過(guò)數(shù)字邏輯實(shí)現(xiàn)脈沖壓縮、動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)等功能。2、（本題5分）利用數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字圖像縮放電路，能夠?qū)D像進(jìn)行放大或縮小處理。詳細(xì)闡述圖像縮放的算法和邏輯實(shí)現(xiàn)，分析圖像質(zhì)量的保持和優(yōu)化方法。3、（本題5分）給定一個(gè)復(fù)雜的數(shù)字系統(tǒng)，分析其功耗特性和散熱需求。研究如何通過(guò)優(yōu)化電路設(shè)計(jì)、選擇低功耗器件和采用節(jié)能策略來(lái)降低系統(tǒng)功耗，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。4、（本題5分）給定一個(gè)復(fù)雜的數(shù)字邏輯電路，其中包含多個(gè)子電路和反饋回路。分析電路的功能和行為，使用邏輯仿真工具驗(yàn)證電路的正確性，查找可能存在的競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)和時(shí)序問(wèn)題，并提出解決方案。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，能夠檢測(cè)一個(gè)64位二進(jìn)制數(shù)中是否存在連續(xù)的4個(gè)1。詳細(xì)分析檢測(cè)的邏輯思路和算法，說(shuō)明電路中如何實(shí)現(xiàn)高效的連續(xù)位檢測(cè)?？紤]如何處理不同長(zhǎng)度的連續(xù)位檢測(cè)需求。四、設(shè)計(jì)題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題10分）利用邏輯門(mén)設(shè)計(jì)一個(gè)或與非門(mén)。2、（本題10分）設(shè)計(jì)一個(gè)計(jì)數(shù)器，能夠?qū)崿F(xiàn)從0到