青島濱海學院《數(shù)字化版面設計ndesgn》2023-2024學年第一學期期末試卷

學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁青島濱海學院

《數(shù)字化版面設計ndesgn》2023-2024學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個小題，每小題1分，共20分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、在數(shù)字電路中，下列哪種邏輯門的輸出不僅取決于當前的輸入，還取決于之前的輸出狀態(tài)？（）A.與門B.或門C.非門D.觸發(fā)器2、用卡諾圖化簡邏輯函數(shù)F(A,B,C,D)=∑m(0,2,8,10,12,14)，最簡與或表達式為？（）A.B+DB.A+CC.A'+C'D.B'+D'3、在數(shù)字邏輯的組合邏輯電路分析中，假設給定一個復雜的組合邏輯電路的真值表。以下哪種方法可以幫助快速確定其邏輯表達式（）A.觀察法B.卡諾圖法C.試錯法D.以上方法都不可靠4、在數(shù)字邏輯中，若要實現(xiàn)一個能檢測輸入的6位二進制數(shù)中是否有連續(xù)的3個1的電路，最少需要使用幾個移位寄存器？（）A.1B.2C.3D.45、在數(shù)字系統(tǒng)的測試中，故障診斷是一項重要的任務。以下關于數(shù)字系統(tǒng)故障診斷的方法，錯誤的是（）A.可以采用觀察法、測量法和替換法等B.邏輯分析儀是一種常用的故障診斷工具C.只要系統(tǒng)能正常工作，就不存在潛在的故障D.建立完善的測試方案有助于提高故障診斷的效率6、數(shù)字邏輯中的觸發(fā)器可以存儲一位二進制數(shù)據(jù)。一個T觸發(fā)器，在時鐘上升沿到來時，根據(jù)輸入T的值確定輸出。如果T=1，時鐘上升沿到來后，輸出會怎樣變化？（）A.輸出會翻轉B.輸出會保持不變C.不確定D.根據(jù)其他因素判斷7、在數(shù)字邏輯的加法器設計中，超前進位加法器相比串行進位加法器具有更快的速度。假設要對兩個8位二進制數(shù)進行快速加法運算，以下關于超前進位加法器的優(yōu)勢和工作原理，哪個描述是正確的（）A.減少了進位傳播的時間B.增加了電路的復雜度C.不需要考慮進位輸入D.以上描述都不準確8、對于一個由多個D觸發(fā)器組成的移位寄存器，若要實現(xiàn)循環(huán)左移功能，需要如何修改電路？（）A.改變時鐘信號B.改變輸入信號C.增加反饋回路D.以上都不對9、在數(shù)字邏輯中，復雜可編程邏輯器件（CPLD）和現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）是兩種常見的可編程器件。以下關于CPLD和FPGA區(qū)別的描述中，不正確的是（）A.CPLD基于乘積項結構，F(xiàn)PGA基于查找表結構B.FPGA的邏輯資源比CPLD豐富C.CPLD的編程速度比FPGA快D.CPLD適合實現(xiàn)復雜的組合邏輯，F(xiàn)PGA適合實現(xiàn)時序邏輯10、移位寄存器在數(shù)字電路中用于數(shù)據(jù)的存儲和移位操作。假設我們正在使用移位寄存器。以下關于移位寄存器的描述，哪一項是不準確的？（）A.移位寄存器可以實現(xiàn)串行輸入并行輸出、并行輸入串行輸出等多種工作方式B.環(huán)形移位寄存器和扭環(huán)形移位寄存器在功能上沒有本質區(qū)別C.移位寄存器可以用于數(shù)據(jù)的存儲、延遲和串行-并行轉換D.移位寄存器中的數(shù)據(jù)可以在時鐘信號的控制下向左或向右移位11、假設在一個智能家電控制系統(tǒng)中，需要根據(jù)用戶的設定和環(huán)境條件來自動控制各種設備的運行狀態(tài)。例如，根據(jù)室內溫度自動調節(jié)空調的制冷或制熱，根據(jù)光線強度自動控制燈光的亮度。為了實現(xiàn)這種智能控制邏輯，以下哪種數(shù)字邏輯器件能夠提供靈活且可靠的解決方案？（）A.可編程邏輯控制器（PLC）B.復雜可編程邏輯器件（CPLD）C.現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）D.專用集成電路（ASIC）12、對于一個JK觸發(fā)器，當J=0，K=1時，在時鐘脈沖作用下，其輸出狀態(tài)為？（）A.置0B.置1C.保持不變D.翻轉13、數(shù)字邏輯中的計數(shù)器可以按照不同的進制和計數(shù)方式進行計數(shù)。一個模12的可逆計數(shù)器，當控制信號為加法計數(shù)時，從0開始計數(shù)，經過多次時鐘脈沖后，計數(shù)器的值會變成多少？（）A.11B.12C.不確定D.根據(jù)計數(shù)器的類型判斷14、在數(shù)字邏輯設計中，若要實現(xiàn)一個能判斷輸入的3位二進制數(shù)是否大于4的電路，最少需要幾個邏輯門？（）A.2B.3C.4D.515、考慮一個數(shù)字系統(tǒng)，需要對一個8位二進制數(shù)進行加法運算。為了實現(xiàn)這個功能，可以使用多種加法器結構，如半加器、全加器等。如果要設計一個快速的8位并行加法器，以下哪種方法是最有效的？（）A.依次使用8個半加器串聯(lián)B.依次使用8個全加器串聯(lián)C.使用多個全加器并行連接，構成超前進位加法器D.先使用半加器，再使用全加器，混合串聯(lián)16、在數(shù)字邏輯電路的故障診斷中，有多種方法可以使用。以下關于故障診斷方法的描述，錯誤的是（）A.可以通過觀察電路的輸出信號、測量關鍵節(jié)點的電壓等方法進行初步診斷B.邏輯分析儀是一種常用的故障診斷工具，可以捕獲和分析數(shù)字信號C.故障診斷時，可以采用替換法逐個替換可疑的元器件來確定故障位置D.一旦確定了故障位置，就可以直接修復，不需要對整個電路進行重新測試和驗證17、當研究數(shù)字邏輯中的奇偶校驗碼時，假設要對一組8位數(shù)據(jù)進行奇偶校驗。以下關于奇偶校驗的作用和特點，哪個描述是準確的（）A.只能檢測奇數(shù)個錯誤B.能糾正數(shù)據(jù)中的錯誤C.奇偶校驗位的位置是固定的D.增加了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?8、在數(shù)字邏輯中，三態(tài)門有著特殊的應用。假設我們正在使用三態(tài)門構建電路。以下關于三態(tài)門的描述，哪一項是不正確的？（）A.三態(tài)門有高電平、低電平、高阻態(tài)三種輸出狀態(tài)B.三態(tài)門常用于實現(xiàn)總線結構，允許多個設備共享數(shù)據(jù)總線C.當三態(tài)門處于高阻態(tài)時，相當于與總線斷開連接D.三態(tài)門的控制信號只有一個，用于控制輸出狀態(tài)的切換19、假設正在設計一個用于圖像處理器的數(shù)字邏輯電路，需要對像素數(shù)據(jù)進行快速的處理和轉換。圖像數(shù)據(jù)的處理涉及大量的并行運算和邏輯判斷。為了提高處理速度和效率，以下哪種數(shù)字邏輯架構最適合這種大規(guī)模并行處理的需求？（）A.馮·諾依曼架構B.哈佛架構C.流水線架構D.超標量架構20、D觸發(fā)器是一種常見的觸發(fā)器類型，具有簡單的邏輯功能。關于D觸發(fā)器的工作原理和特點，以下描述錯誤的是（）A.D觸發(fā)器在時鐘脈沖的上升沿或下降沿將輸入數(shù)據(jù)存儲到輸出端B.D觸發(fā)器的輸出只取決于當前的輸入數(shù)據(jù)，與之前的狀態(tài)無關C.D觸發(fā)器可以通過組合邏輯電路來實現(xiàn)D.D觸發(fā)器在數(shù)字電路中的應用非常廣泛，但性能不如其他類型的觸發(fā)器二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）說明在數(shù)字電路中如何實現(xiàn)乘法運算，例如使用移位相加的方法。2、（本題5分）詳細說明在數(shù)字邏輯中的比較器的級聯(lián)應用，如何實現(xiàn)多位數(shù)據(jù)的比較。3、（本題5分）詳細說明數(shù)字邏輯中計數(shù)器的同步復位和異步復位的區(qū)別和應用場景，舉例說明其在時序控制中的作用。4、（本題5分）解釋什么是數(shù)字邏輯中的異步復位同步釋放，以及它的實現(xiàn)方式和應用場景。5、（本題5分）深入分析在數(shù)字邏輯中的比較器的模擬數(shù)字混合設計中的關鍵問題。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）用D觸發(fā)器和加法器設計一個能實現(xiàn)數(shù)據(jù)累減并判斷借位的電路，給出邏輯圖和功能描述。2、（本題5分）設計一個編碼器，將524288個輸入信號編碼為19位二進制輸出信號。3、（本題5分）用邏輯門設計一個能實現(xiàn)兩個7位二進制數(shù)乘法運算（部分積相加）的電路，畫出邏輯圖和列出真值表。4、（本題5分）利用D觸發(fā)器和邏輯門設計一個能實現(xiàn)數(shù)據(jù)緩沖功能的電路，畫出邏輯圖和說明其工作原理。5、（本題5分）設計一個數(shù)據(jù)選擇器，根據(jù)8個控制信號從256個輸入數(shù)據(jù)中選擇一個輸出。四、分析題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）使用加法器和減法器構建一個數(shù)字電路，能夠實現(xiàn)對有符號十進制數(shù)的加減運算。分析有符號數(shù)的表示和運算方法，以及在硬件實現(xiàn)中如何處理符號位和進位借位，確保運算