上海工會管理職業(yè)學(xué)院《數(shù)字邏輯電路》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共25個小題，每小題1分，共25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)字邏輯中，編碼器用于將一組輸入信號轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制編碼輸出。例如，一個8線-3線編碼器，有8個輸入信號，它會將輸入的8個信號編碼為3位二進(jìn)制輸出。如果同時有多個輸入信號有效，以下關(guān)于編碼器輸出的描述，正確的是：（）A.輸出是隨機(jī)的B.輸出是無效的C.輸出是多個有效編碼的組合D.輸出是優(yōu)先級最高的輸入信號的編碼2、已知一個數(shù)字系統(tǒng)采用8位二進(jìn)制補(bǔ)碼表示整數(shù)，那么其能表示的數(shù)值范圍是多少？（）A.-128到127B.-255到255C.-256到255D.0到2553、在數(shù)字電路中，使用硬件描述語言（HDL）可以描述數(shù)字邏輯電路。假設(shè)使用VerilogHDL描述一個2選1多路復(fù)用器，以下哪種描述方式是正確的？（）A.always語句B.assign語句C.case語句D.以上都可以4、數(shù)字電路中的觸發(fā)器有多種類型，如D觸發(fā)器、JK觸發(fā)器和T觸發(fā)器等。以下關(guān)于這些觸發(fā)器的功能描述，不正確的是（）A.D觸發(fā)器在時鐘上升沿時，將輸入數(shù)據(jù)存儲到輸出端B.JK觸發(fā)器具有置0、置1、保持和翻轉(zhuǎn)四種功能C.T觸發(fā)器在時鐘脈沖作用下，輸出狀態(tài)總是翻轉(zhuǎn)D.這些觸發(fā)器可以通過外部連接和控制信號相互轉(zhuǎn)換5、在數(shù)字邏輯中，奇偶校驗碼常用于檢測數(shù)據(jù)傳輸中的錯誤。以下關(guān)于奇偶校驗碼的描述中，錯誤的是（）A.奇偶校驗碼可以檢測出奇數(shù)位錯誤B.奇校驗碼中1的個數(shù)為奇數(shù)，偶校驗碼中1的個數(shù)為偶數(shù)C.奇偶校驗碼不能糾正錯誤，只能檢測錯誤D.奇偶校驗碼增加的校驗位越多，檢測錯誤的能力越強(qiáng)6、已知一個數(shù)字系統(tǒng)的時鐘周期為20ns，若要傳輸一個16位的數(shù)據(jù)，需要多長時間？（）A.320nsB.160nsC.80nsD.40ns7、在數(shù)字系統(tǒng)中，計數(shù)器是常見的功能模塊。假設(shè)我們正在設(shè)計一個計數(shù)器。以下關(guān)于計數(shù)器的描述，哪一項是不正確的？（）A.計數(shù)器可以按照二進(jìn)制、十進(jìn)制等不同的進(jìn)制進(jìn)行計數(shù)B.同步計數(shù)器和異步計數(shù)器在計數(shù)速度和穩(wěn)定性上可能存在差異C.可以通過級聯(lián)多個計數(shù)器來實(shí)現(xiàn)更大范圍的計數(shù)D.計數(shù)器的計數(shù)容量是固定的，不能通過外部控制信號進(jìn)行改變8、對于一個4位的二進(jìn)制加法計數(shù)器，從0開始計數(shù)，當(dāng)計數(shù)到哪個值時，再輸入一個計數(shù)脈沖會產(chǎn)生進(jìn)位輸出？（）A.1111B.1000C.1001D.11109、在數(shù)字邏輯中，數(shù)制轉(zhuǎn)換是基本的操作。將二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)時，以下方法錯誤的是（）A.按位權(quán)展開相加B.先轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制，再轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制C.直接將每一位乘以2的相應(yīng)冪次然后相加D.利用特定的轉(zhuǎn)換公式進(jìn)行計算10、在數(shù)字系統(tǒng)中，總線是用于傳輸數(shù)據(jù)和信息的重要通道。以下關(guān)于總線特點(diǎn)的描述中，錯誤的是（）A.可以連接多個設(shè)備B.總線的數(shù)據(jù)傳輸是并行的C.總線上的數(shù)據(jù)傳輸需要遵循特定的協(xié)議D.同一時刻只能有一個設(shè)備向總線發(fā)送數(shù)據(jù)11、數(shù)字邏輯中的移位寄存器可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲和移位操作。假設(shè)一個8位的串行輸入并行輸出移位寄存器，在時鐘脈沖的作用下，依次輸入數(shù)據(jù)10110101。當(dāng)完成輸入后，并行輸出的數(shù)據(jù)是什么？（）A.10110101B.01011010C.10101101D.0110101112、在數(shù)字邏輯電路的優(yōu)化設(shè)計中，假設(shè)一個邏輯電路可以通過多種方式實(shí)現(xiàn)相同的功能。以下哪個因素通常是優(yōu)化時首要考慮的（）A.電路的復(fù)雜程度B.元器件的成本C.電路的速度D.以上因素同等重要13、已知一個邏輯函數(shù)F=A+B·C，其反函數(shù)F'為：（）A.F'=A·(B+C)B.F'=A·(B·C)C.F'=(A+B)·CD.F'=A·(B'+C')14、對于一個由與非門構(gòu)成的鎖存器，當(dāng)輸入使能信號為低電平時，鎖存器的狀態(tài)會怎樣？（）A.保持不變B.隨機(jī)變化C.置0D.置115、對于一個異步時序邏輯電路，若輸入信號同時發(fā)生變化，可能會導(dǎo)致？（）A.狀態(tài)不確定B.輸出錯誤C.電路損壞D.以上都有可能16、對于一個由JK觸發(fā)器構(gòu)成的時序邏輯電路，若要實(shí)現(xiàn)自啟動功能，需要檢查：（）A.狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖B.邏輯表達(dá)式C.真值表D.卡諾圖17、在數(shù)字電路中，奇偶校驗碼常用于檢測數(shù)據(jù)傳輸中的錯誤。以下關(guān)于奇偶校驗碼的描述中，錯誤的是（）A.奇校驗時，數(shù)據(jù)中1的個數(shù)加上校驗位為奇數(shù)B.偶校驗時，數(shù)據(jù)中1的個數(shù)加上校驗位為偶數(shù)C.奇偶校驗只能檢測奇數(shù)個錯誤D.奇偶校驗?zāi)軌蚣m正數(shù)據(jù)傳輸中的錯誤18、在數(shù)字邏輯中，提高數(shù)字電路的可靠性可以采用多種措施。以下措施中，不能提高數(shù)字電路可靠性的是（）A.采用冗余設(shè)計B.優(yōu)化電路布局和布線C.提高工作電壓D.選用高質(zhì)量的元器件19、在數(shù)字邏輯電路中，若要將一個正弦波信號轉(zhuǎn)換為方波信號，可以使用：（）A.計數(shù)器B.編碼器C.施密特觸發(fā)器D.數(shù)據(jù)選擇器20、寄存器是數(shù)字系統(tǒng)中用于存儲數(shù)據(jù)的部件。對于寄存器的特點(diǎn)和操作，以下說法不正確的是（）A.寄存器可以存儲多位二進(jìn)制數(shù)據(jù)B.寄存器的存儲內(nèi)容可以隨時讀取和寫入C.移位寄存器可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的移位操作D.寄存器中的數(shù)據(jù)在斷電后不會丟失21、時序邏輯電路與組合邏輯電路不同，它包含存儲元件，能夠記住過去的輸入信息。常見的時序邏輯電路有觸發(fā)器、計數(shù)器和寄存器等。在一個D觸發(fā)器中，當(dāng)時鐘脈沖上升沿到來時，如果D輸入端的值為1，那么輸出Q的值將：（）A.保持不變B.變?yōu)?C.變?yōu)?D.不確定，取決于之前的狀態(tài)22、在數(shù)字電路的組合邏輯優(yōu)化中，假設(shè)一個電路的邏輯表達(dá)式較為復(fù)雜。以下哪種工具或方法能夠最有效地幫助進(jìn)行優(yōu)化？（）A.手工推導(dǎo)B.邏輯綜合軟件C.硬件描述語言D.以上方法結(jié)合使用23、假設(shè)要設(shè)計一個數(shù)字電路，用于實(shí)現(xiàn)一個高速的加法器，并且對面積和功耗有一定的限制。在這種情況下，以下哪種加法器結(jié)構(gòu)是最合適的選擇？（）A.ripplecarryadder（行波進(jìn)位加法器）B.carrylookaheadadder（超前進(jìn)位加法器）C.carryselectadder（進(jìn)位選擇加法器）D.以上加法器結(jié)構(gòu)都不滿足要求，需要新的設(shè)計方法24、當(dāng)研究數(shù)字電路中的存儲單元時，假設(shè)需要一個能夠存儲大量數(shù)據(jù)并且可以快速讀取和寫入的存儲設(shè)備。以下哪種存儲器件通常具有較高的存儲容量和較快的讀寫速度？（）A.SRAMB.DRAMC.ROMD.FlashMemory25、若一個邏輯函數(shù)的最簡與或表達(dá)式為F=A+B'C，則其對偶式為？（）A.F'=(A'+B)C'B.F'=A'(B+C')C.F'=(A'+B')CD.F'=A(B'+C)二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）在數(shù)字系統(tǒng)中，說明如何利用有限狀態(tài)機(jī)（FSM）實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的邏輯控制，舉例說明其在通信協(xié)議和控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。2、（本題5分）解釋什么是數(shù)字邏輯中的異步時序電路的自啟動問題，以及如何解決。3、（本題5分）說明在數(shù)字電路中如何利用時鐘使能信號控制電路的工作狀態(tài)，節(jié)省功耗。4、（本題5分）闡述數(shù)字邏輯中的編碼器和譯碼器的工作原理，舉例說明它們在計算機(jī)系統(tǒng)或其他數(shù)字設(shè)備中的具體應(yīng)用場景。三、設(shè)計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計一個能對輸入的三位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行取反操作的電路，用邏輯門實(shí)現(xiàn)，畫出邏輯圖和真值表。2、（本題5分）設(shè)計一個組合邏輯電路，對輸入的5位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行編碼，使得當(dāng)輸入為00000到01001時輸出為000，01010到01111時輸出為001，以此類推，畫出邏輯圖。3、（本題5分）設(shè)計一個譯碼器，將6位二進(jìn)制輸入信號譯碼為64個輸出信號。4、（本題5分）使用D觸發(fā)器設(shè)計一個同步時序邏輯電路，實(shí)現(xiàn)一個模17的計數(shù)器，畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和電路原理圖。5、（本題5分）設(shè)計一個能對輸入的6位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行排序（從小到大）的邏輯電路，給出設(shè)計思路和邏輯表達(dá)式。四、分析題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）使用乘法器和移位寄存器構(gòu)建一個數(shù)字電路，能夠?qū)崿F(xiàn)對二進(jìn)制數(shù)的快速冪運(yùn)算。分析冪運(yùn)算的算法和電路實(shí)現(xiàn)，考慮指數(shù)的表示和移位操作的控制邏輯，以及如何優(yōu)化運(yùn)算速度和資源消耗。2、（本題