煙臺(tái)黃金職業(yè)學(xué)院《數(shù)字角色設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《數(shù)字角色設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題2分，共40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、對(duì)于一個(gè)JK觸發(fā)器，當(dāng)J=0，K=1時(shí)，在時(shí)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(zhuǎn)2、在數(shù)字系統(tǒng)中，異步復(fù)位和同步復(fù)位是兩種常見的復(fù)位方式。異步復(fù)位不受時(shí)鐘信號(hào)的控制，而同步復(fù)位在時(shí)鐘信號(hào)的有效沿進(jìn)行復(fù)位操作。以下關(guān)于異步復(fù)位和同步復(fù)位的比較，正確的是：（）A.異步復(fù)位的可靠性高于同步復(fù)位B.同步復(fù)位更容易產(chǎn)生毛刺C.異步復(fù)位可能會(huì)導(dǎo)致亞穩(wěn)態(tài)D.同步復(fù)位的設(shè)計(jì)更簡單3、考慮一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)，需要對(duì)輸入的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行編碼壓縮，以減少存儲(chǔ)空間和傳輸帶寬。以下哪種編碼壓縮方法在數(shù)據(jù)重復(fù)性較高的情況下效果較好？（）A.哈夫曼編碼B.算術(shù)編碼C.行程編碼D.以上編碼方法的效果相同，與數(shù)據(jù)特點(diǎn)無關(guān)4、在數(shù)字邏輯的發(fā)展過程中，不斷有新的技術(shù)和方法出現(xiàn)。以下關(guān)于數(shù)字邏輯發(fā)展趨勢的描述，錯(cuò)誤的是（）A.集成度越來越高，芯片的功能越來越強(qiáng)大B.工作速度不斷提高，能夠處理更高速的信號(hào)C.功耗越來越低，符合節(jié)能環(huán)保的要求D.發(fā)展逐漸停滯，已經(jīng)沒有太多的創(chuàng)新空間5、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，不正確的是（）A.常見的組合邏輯電路有加法器、編碼器、譯碼器等B.組合邏輯電路不存在反饋通路，信號(hào)從輸入到輸出是單向傳輸?shù)腃.由于沒有存儲(chǔ)元件，組合邏輯電路的輸出不能保持，會(huì)隨著輸入的變化而立即變化D.組合邏輯電路的設(shè)計(jì)不需要考慮時(shí)序問題，比時(shí)序邏輯電路簡單得多6、在數(shù)字電路中，若要實(shí)現(xiàn)一個(gè)能將并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)的電路，并且數(shù)據(jù)在時(shí)鐘的上升沿進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以下哪種觸發(fā)器較為合適？（）A.D觸發(fā)器B.JK觸發(fā)器C.T觸發(fā)器D.以上都可以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、在數(shù)字邏輯電路中，競爭冒險(xiǎn)可能會(huì)在多個(gè)輸入信號(hào)同時(shí)變化時(shí)產(chǎn)生。為了判斷一個(gè)邏輯電路是否存在競爭冒險(xiǎn)，可以通過觀察邏輯表達(dá)式或者繪制波形圖來進(jìn)行。以下關(guān)于競爭冒險(xiǎn)判斷的描述，錯(cuò)誤的是：（）A.只要邏輯表達(dá)式中存在變量的互補(bǔ)形式，就一定存在競爭冒險(xiǎn)B.波形圖中出現(xiàn)尖峰脈沖，說明存在競爭冒險(xiǎn)C.增加冗余項(xiàng)可以消除競爭冒險(xiǎn)D.競爭冒險(xiǎn)不會(huì)影響電路的邏輯功能9、在數(shù)字電路中，使用比較器比較兩個(gè)16位有符號(hào)數(shù)的大小時(shí)，若發(fā)生溢出，比較結(jié)果是否準(zhǔn)確？（）A.準(zhǔn)確B.不準(zhǔn)確C.有時(shí)準(zhǔn)確D.以上都不對(duì)10、在數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)中，若要將一個(gè)8位的二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為格雷碼，可通過依次：（）A.與相鄰位異或B.與相鄰位或C.與相鄰位與D.與相鄰位同或11、假設(shè)正在設(shè)計(jì)一個(gè)用于加密和解密的數(shù)字邏輯電路，需要實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的加密算法和邏輯運(yùn)算。加密和解密的過程要求高度的安全性和準(zhǔn)確性。為了確保加密電路的安全性和性能，以下哪個(gè)因素是在設(shè)計(jì)過程中需要重點(diǎn)考慮的？（）A.邏輯門的速度B.電路的功耗C.加密算法的復(fù)雜度D.密鑰的管理和保護(hù)12、在數(shù)字邏輯中，對(duì)于一個(gè)時(shí)序邏輯電路，其狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖是分析和設(shè)計(jì)的重要工具。假設(shè)給定一個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，以下哪種方法可以最準(zhǔn)確地判斷該電路的功能是否正確？（）A.對(duì)照輸入輸出關(guān)系表進(jìn)行檢查B.進(jìn)行數(shù)學(xué)推導(dǎo)和計(jì)算C.通過硬件實(shí)現(xiàn)并實(shí)際測試D.憑借經(jīng)驗(yàn)和直覺判斷13、在數(shù)字邏輯的加法器設(shè)計(jì)中，半加器和全加器是基礎(chǔ)組件。假設(shè)要構(gòu)建一個(gè)能對(duì)兩個(gè)4位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行加法運(yùn)算的電路，以下關(guān)于半加器和全加器的使用，哪個(gè)是正確的（）A.只需要使用半加器B.只需要使用全加器C.先使用半加器，再使用全加器D.以上方法都不正確14、在數(shù)字電路中，能夠?qū)⑤斎氲奶囟ùa轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的輸出信號(hào)以控制外部設(shè)備的電路是？（）A.編碼器B.譯碼器C.數(shù)據(jù)分配器D.控制器15、在數(shù)字電路中，使用二進(jìn)制補(bǔ)碼進(jìn)行減法運(yùn)算時(shí)，若最高位產(chǎn)生了進(jìn)位，則：（）A.結(jié)果為正B.結(jié)果為負(fù)C.結(jié)果溢出D.無法確定16、考慮一個(gè)8選1數(shù)據(jù)選擇器，當(dāng)?shù)刂份斎霝?01時(shí)，以下哪種數(shù)據(jù)輸入將被輸出？（）A.第1路輸入B.第3路輸入C.第5路輸入D.第7路輸入17、JK觸發(fā)器是一種功能較為強(qiáng)大的觸發(fā)器，具有置0、置1、保持和翻轉(zhuǎn)的功能。以下關(guān)于JK觸發(fā)器的描述，錯(cuò)誤的是（）A.JK觸發(fā)器的邏輯功能可以通過輸入J和K的不同組合來實(shí)現(xiàn)B.JK觸發(fā)器在時(shí)鐘脈沖的作用下，根據(jù)J和K的輸入進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換C.JK觸發(fā)器可以由D觸發(fā)器和其他邏輯門組合而成D.JK觸發(fā)器的功能相對(duì)復(fù)雜，在實(shí)際應(yīng)用中不如D觸發(fā)器方便18、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19、對(duì)于一個(gè)D觸發(fā)器，若要使其輸出在時(shí)鐘脈沖的下降沿發(fā)生變化，應(yīng)如何修改？（）A.無法實(shí)現(xiàn)B.增加一個(gè)反相器C.改變觸發(fā)器的結(jié)構(gòu)D.以上都不對(duì)20、對(duì)于一個(gè)同步時(shí)序邏輯電路的狀態(tài)表，若存在兩個(gè)狀態(tài)在同一輸入下轉(zhuǎn)換到同一后繼狀態(tài)，則這兩個(gè)狀態(tài)是？（）A.等價(jià)狀態(tài)B.不等價(jià)狀態(tài)C.不確定D.以上都不對(duì)二、簡答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）解釋什么是數(shù)字邏輯中的異步時(shí)序電路的自啟動(dòng)問題，以及如何解決。2、（本題5分）闡述數(shù)字邏輯中編碼器和譯碼器的功耗估算方法和降低功耗的技術(shù)，舉例說明在低功耗設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。3、（本題5分）深入解釋在移位寄存器的同步與異步操作比較中，它們的特點(diǎn)和適用場景。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)能將8421BCD碼轉(zhuǎn)換為余3碼的組合邏輯電路，寫出邏輯函數(shù)表達(dá)式，畫出邏輯圖。2、（本題5分）使用T觸發(fā)器設(shè)計(jì)一個(gè)同步時(shí)序邏輯電路，實(shí)現(xiàn)一個(gè)模15的約翰遜計(jì)數(shù)器，畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和電路原理圖。3、（本題5分）利用計(jì)數(shù)器74LS161設(shè)計(jì)一個(gè)模6的計(jì)數(shù)器，畫出邏輯電路圖和狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。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)累乘和存儲(chǔ)的電路，給出邏輯圖和操作流程。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，能夠判斷輸入的21位二進(jìn)制數(shù)中是否存在連續(xù)的7個(gè)1，輸出結(jié)果為1表示存在，0表示不存在，給出邏輯表達(dá)式和電路連接。四、分析題（本大題共2個(gè)小題，共20分