新疆現(xiàn)代職業(yè)技術(shù)學(xué)院《數(shù)字邏輯基礎(chǔ)》2023-2024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(yè)，共3頁(yè)新疆現(xiàn)代職業(yè)技術(shù)學(xué)院《數(shù)字邏輯基礎(chǔ)》

2023-2024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、考慮到一個(gè)數(shù)字圖像處理系統(tǒng)，需要對(duì)圖像進(jìn)行邊緣檢測(cè)、特征提取等操作。這些操作通?；谔囟ǖ倪壿嬤\(yùn)算和算法實(shí)現(xiàn)。為了提高圖像處理的速度和精度，以下哪種數(shù)字邏輯架構(gòu)最適合用于圖像的并行處理？（）A.多核處理器架構(gòu)B.圖形處理單元（GPU）架構(gòu)C.專用數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）架構(gòu)D.以上都是2、數(shù)字邏輯中的全加器可以實(shí)現(xiàn)三個(gè)一位二進(jìn)制數(shù)的相加。一個(gè)全加器的輸入為A=0，B=1，進(jìn)位C_in=1，那么輸出的和S和進(jìn)位C_out分別是多少？（）A.S=0，C_out=1B.S=1，C_out=0C.不確定D.根據(jù)其他因素判斷3、數(shù)字邏輯中的譯碼器可以將輸入的二進(jìn)制代碼轉(zhuǎn)換為特定的輸出信號(hào)。一個(gè)3線-8線譯碼器，當(dāng)輸入為特定的二進(jìn)制代碼時(shí)，有幾個(gè)輸出為高電平？（）A.一個(gè)B.兩個(gè)C.不確定D.根據(jù)具體情況判斷4、在數(shù)字邏輯的發(fā)展過(guò)程中，集成電路技術(shù)的進(jìn)步起到了重要的推動(dòng)作用。以下關(guān)于集成電路技術(shù)對(duì)數(shù)字邏輯的影響，錯(cuò)誤的是（）A.集成電路技術(shù)使得數(shù)字邏輯電路的集成度不斷提高，體積越來(lái)越小B.隨著集成電路工藝的發(fā)展，數(shù)字電路的性能不斷提升，功耗不斷降低C.集成電路技術(shù)的進(jìn)步使得數(shù)字邏輯的設(shè)計(jì)和制造變得更加復(fù)雜和昂貴D.先進(jìn)的集成電路技術(shù)為數(shù)字邏輯的創(chuàng)新應(yīng)用提供了更多的可能性5、在數(shù)字系統(tǒng)中，數(shù)字信號(hào)具有離散的數(shù)值和特定的時(shí)間間隔。以下關(guān)于數(shù)字信號(hào)特點(diǎn)的描述中，正確的是（）A.抗干擾能力強(qiáng)B.便于存儲(chǔ)和處理C.精度高D.以上都是6、在數(shù)字邏輯的時(shí)序邏輯電路中，觸發(fā)器是存儲(chǔ)單元。假設(shè)一個(gè)D觸發(fā)器的D輸入端在時(shí)鐘上升沿之前為高電平，在上升沿時(shí)變?yōu)榈碗娖?。以下關(guān)于觸發(fā)器輸出端Q的狀態(tài)變化，哪個(gè)是正確的（）A.Q在上升沿變?yōu)楦唠娖紹.Q在上升沿變?yōu)榈碗娖紺.Q保持原來(lái)的狀態(tài)不變D.Q的狀態(tài)不確定7、對(duì)于一個(gè)JK觸發(fā)器，若J=K=1，在時(shí)鐘脈沖作用下，其輸出狀態(tài)？（）A.置0B.置1C.保持不變D.翻轉(zhuǎn)8、在數(shù)字電路的競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)現(xiàn)象中，假設(shè)一個(gè)組合邏輯電路的輸入發(fā)生變化時(shí)，輸出出現(xiàn)了短暫的不正確脈沖。以下哪種方法最常用于消除這種競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)？（）A.接入濾波電容B.修改邏輯設(shè)計(jì)C.增加冗余項(xiàng)D.降低電源電壓9、在數(shù)字邏輯電路的時(shí)序分析中，假設(shè)一個(gè)時(shí)序電路由多個(gè)觸發(fā)器和組合邏輯組成，需要確定其建立時(shí)間、保持時(shí)間和時(shí)鐘到輸出的延遲等參數(shù)。這些參數(shù)對(duì)于電路的正確運(yùn)行和性能評(píng)估至關(guān)重要。以下哪種工具或方法在進(jìn)行時(shí)序分析時(shí)是必不可少的？（）A.邏輯模擬器B.硬件描述語(yǔ)言C.示波器D.頻譜分析儀10、考慮一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)，需要對(duì)輸入的串行數(shù)據(jù)進(jìn)行并行轉(zhuǎn)換。如果輸入數(shù)據(jù)的速率較高，為了能夠準(zhǔn)確地完成轉(zhuǎn)換，以下哪種方法是最合適的？（）A.使用移位寄存器，逐步移位并存儲(chǔ)數(shù)據(jù)B.使用計(jì)數(shù)器結(jié)合邏輯門(mén)來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換C.先將串行數(shù)據(jù)緩存，然后一次性進(jìn)行轉(zhuǎn)換D.以上方法都無(wú)法滿足高速轉(zhuǎn)換的要求11、假設(shè)正在設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)的控制器，需要根據(jù)不同的輸入條件產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)。以下哪種控制器的設(shè)計(jì)方法可能更適合復(fù)雜的控制邏輯？（）A.硬布線控制器，基于邏輯門(mén)實(shí)現(xiàn)B.微程序控制器，通過(guò)微指令控制C.隨機(jī)控制器，根據(jù)隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生控制信號(hào)D.以上方法在復(fù)雜控制邏輯下效果相同12、在數(shù)字邏輯中，若要將一個(gè)8位的二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行編碼，使其編碼后的位數(shù)最少，可采用：（）A.8421BCD碼B.格雷碼C.余3碼D.原碼13、在數(shù)字邏輯中，若要檢測(cè)一個(gè)電路是否存在靜態(tài)冒險(xiǎn)，可通過(guò)觀察其：（）A.真值表B.卡諾圖C.邏輯表達(dá)式D.以上均可14、在數(shù)字圖像處理領(lǐng)域，數(shù)字邏輯可以用于圖像的采集、存儲(chǔ)和處理。以下關(guān)于數(shù)字邏輯在數(shù)字圖像處理中的應(yīng)用，錯(cuò)誤的是（）A.圖像傳感器輸出的模擬信號(hào)可以通過(guò)數(shù)字邏輯電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)B.數(shù)字邏輯可以用于圖像的壓縮和加密，提高圖像的傳輸和存儲(chǔ)效率C.圖像的濾波、邊緣檢測(cè)等處理算法可以完全由數(shù)字邏輯電路實(shí)現(xiàn)D.數(shù)字邏輯在數(shù)字圖像處理中的應(yīng)用主要是輔助性的，不是核心部分15、在一個(gè)數(shù)字電路中，需要實(shí)現(xiàn)一個(gè)邏輯函數(shù)F=AB+CD。為了簡(jiǎn)化電路，使用卡諾圖進(jìn)行化簡(jiǎn)。以下關(guān)于卡諾圖化簡(jiǎn)的描述，哪個(gè)是正確的？（）A.卡諾圖可以直觀地顯示邏輯函數(shù)的最小項(xiàng)，方便進(jìn)行合并化簡(jiǎn)B.卡諾圖只能用于化簡(jiǎn)變量較少的邏輯函數(shù)，對(duì)于多變量函數(shù)效果不佳C.卡諾圖化簡(jiǎn)后的結(jié)果一定是最簡(jiǎn)的邏輯表達(dá)式，無(wú)需進(jìn)一步優(yōu)化D.卡諾圖的繪制和化簡(jiǎn)過(guò)程復(fù)雜，不如直接使用公式法化簡(jiǎn)二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）詳細(xì)說(shuō)明在多路選擇器的容錯(cuò)設(shè)計(jì)中，如何實(shí)現(xiàn)故障自診斷和自恢復(fù)功能。2、（本題5分）說(shuō)明在數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)中如何進(jìn)行面積和速度的權(quán)衡，以滿足不同的設(shè)計(jì)要求。3、（本題5分）解釋什么是數(shù)字邏輯中的碼制，常見(jiàn)的碼制有哪些，如BCD碼、格雷碼等。4、（本題5分）說(shuō)明在數(shù)字電路中如何實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的串行傳輸和并行傳輸，它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)是什么。三、分析題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）給定一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)的可靠性要求，分析如何通過(guò)冗余設(shè)計(jì)、錯(cuò)誤檢測(cè)和糾正技術(shù)來(lái)提高系統(tǒng)的可靠性。探討不同可靠性技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)和適用場(chǎng)景。2、（本題5分）用數(shù)字邏輯實(shí)現(xiàn)一個(gè)序列檢測(cè)器，能夠檢測(cè)特定的二進(jìn)制序列輸入。深入剖析序列檢測(cè)器的設(shè)計(jì)思路，包括狀態(tài)的定義、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖的繪制以及邏輯電路的實(shí)現(xiàn)，探討如何提高檢測(cè)器對(duì)噪聲和干擾的抵抗能力。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，能夠?qū)斎氲?2位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行位反轉(zhuǎn)操作，即將最高位與最低位交換，次高位與次低位交換，以此類(lèi)推。仔細(xì)分析位反轉(zhuǎn)的邏輯和操作步驟，說(shuō)明電路中如何實(shí)現(xiàn)高效的位反轉(zhuǎn)處理。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，能夠?qū)崿F(xiàn)一個(gè)16位的除法器。深入分析除法運(yùn)算的邏輯和步驟，如試商法、移位相減法等。說(shuō)明電路中如何實(shí)現(xiàn)商和余數(shù)的計(jì)算和輸出，以及如何處理除數(shù)為0的情況。5、（本題5分）給定一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)的時(shí)序圖，分析各個(gè)信號(hào)之間的時(shí)序關(guān)系，確定關(guān)鍵路徑和建立保持時(shí)間的要求。根據(jù)時(shí)序分析結(jié)果，調(diào)整電路的設(shè)計(jì)或優(yōu)化時(shí)鐘頻率，以確保系統(tǒng)能夠正常工作。四、設(shè)計(jì)題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題10分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，能夠?qū)⑤斎氲?位二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為BCD碼，給出邏輯表達(dá)式和電路連接。2