吉林醫(yī)藥學(xué)院《數(shù)值計(jì)算與語言》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，共3頁吉林醫(yī)藥學(xué)院《數(shù)值計(jì)算與語言》

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1分，共20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)合邏輯門來實(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.以上方法都無法滿足高速轉(zhuǎn)換的要求2、假設(shè)要設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，用于檢測(cè)一個(gè)8位二進(jìn)制數(shù)中1的個(gè)數(shù)是否大于4。以下哪種邏輯設(shè)計(jì)思路是最直接有效的？（）A.依次檢查每一位，統(tǒng)計(jì)1的個(gè)數(shù)并與4比較B.將8位數(shù)據(jù)分成兩組，分別統(tǒng)計(jì)1的個(gè)數(shù)，然后比較總和與4的大小C.使用特定的編碼方式轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行判斷D.以上方法都過于復(fù)雜，無法實(shí)現(xiàn)該功能3、若一個(gè)ROM存儲(chǔ)的信息為“1010011111000011”，其地址為4位，數(shù)據(jù)線為8位，則其存儲(chǔ)容量為：（）A.16×8位B.8×16位C.4×8位D.8×4位4、在數(shù)字電路中，若要存儲(chǔ)8位的數(shù)據(jù)，以下哪種存儲(chǔ)器件是合適的選擇？（）A.SRAMB.DRAMC.ROMD.以上都是5、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(shí)鐘上升沿時(shí)，將輸入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(shí)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(hào)相互轉(zhuǎn)換6、在數(shù)字電路中，加法器的進(jìn)位鏈可以采用不同的結(jié)構(gòu)。假設(shè)一個(gè)16位加法器，采用先行進(jìn)位結(jié)構(gòu)，與串行進(jìn)位結(jié)構(gòu)相比，以下哪個(gè)方面會(huì)有顯著的改善？（）A.電路的復(fù)雜度B.計(jì)算速度C.功耗D.占用的芯片面積7、假設(shè)正在研究數(shù)字電路中的競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)現(xiàn)象，即在電路的輸入信號(hào)變化瞬間，由于門電路的傳輸延遲可能導(dǎo)致輸出出現(xiàn)不應(yīng)有的尖峰脈沖。以下哪種方法可以有效地消除競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)？（）A.接入濾波電容，吸收尖峰脈沖B.修改邏輯設(shè)計(jì)，避免同時(shí)變化的輸入C.增加冗余項(xiàng)，改變邏輯函數(shù)D.以上方法都可以用于消除競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)8、在一個(gè)數(shù)字電路中，出現(xiàn)了競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)現(xiàn)象，導(dǎo)致輸出出現(xiàn)了不應(yīng)有的尖峰脈沖。以下哪種方法可能是最有效地消除競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)？（）A.增加冗余項(xiàng)，修改邏輯表達(dá)式B.接入濾波電容，消除尖峰脈沖C.選擇速度更快的邏輯門D.以上方法結(jié)合使用9、譯碼器是編碼器的逆過程，它將編碼輸入轉(zhuǎn)換為特定的輸出信號(hào)。對(duì)于譯碼器，以下敘述錯(cuò)誤的是（）A.譯碼器可以將二進(jìn)制編碼轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)B.譯碼器的輸出通常是低電平有效，即輸出為低電平時(shí)表示有效C.譯碼器可以用于驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示數(shù)字D.譯碼器的輸入位數(shù)決定了其輸出信號(hào)的數(shù)量10、在數(shù)字系統(tǒng)中，有限狀態(tài)機(jī)（FSM）是一種重要的設(shè)計(jì)方法。假設(shè)我們正在設(shè)計(jì)一個(gè)基于FSM的系統(tǒng)。以下關(guān)于有限狀態(tài)機(jī)的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.有限狀態(tài)機(jī)由狀態(tài)、輸入、輸出和狀態(tài)轉(zhuǎn)移函數(shù)組成B.摩爾型有限狀態(tài)機(jī)的輸出只取決于當(dāng)前狀態(tài)，米利型有限狀態(tài)機(jī)的輸出取決于當(dāng)前狀態(tài)和輸入C.可以使用狀態(tài)圖和狀態(tài)表來描述有限狀態(tài)機(jī)的行為D.有限狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)數(shù)量是固定的，不能根據(jù)實(shí)際需求動(dòng)態(tài)增加或減少11、在數(shù)字邏輯中，若要將兩個(gè)8位二進(jìn)制數(shù)相減，并產(chǎn)生借位輸出，以下哪種組合邏輯門較為合適？（）A.異或門和與門B.同或門和或門C.與非門和或非門D.減法器和與門12、在數(shù)字系統(tǒng)中，一個(gè)能夠存儲(chǔ)8位二進(jìn)制信息的寄存器，至少需要：（）A.8個(gè)觸發(fā)器B.4個(gè)觸發(fā)器C.16個(gè)觸發(fā)器D.2個(gè)觸發(fā)器13、在數(shù)字邏輯的邏輯函數(shù)化簡(jiǎn)中，假設(shè)給定一個(gè)復(fù)雜的邏輯函數(shù)，需要使用卡諾圖進(jìn)行化簡(jiǎn)。以下哪種情況可能會(huì)導(dǎo)致卡諾圖化簡(jiǎn)的難度增加？（）A.變量數(shù)量較多B.無關(guān)項(xiàng)較多C.邏輯函數(shù)的表達(dá)式復(fù)雜D.以上情況都可能14、考慮一個(gè)由D觸發(fā)器構(gòu)成的移位寄存器，若要實(shí)現(xiàn)串行輸入并行輸出，至少需要幾個(gè)D觸發(fā)器？（）A.2個(gè)B.4個(gè)C.8個(gè)D.16個(gè)15、在數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)中，若要實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)F=AB+AC，最簡(jiǎn)的與非-與非表達(dá)式為：（）A.((AB)'(AC)')'B.((A+B)'(A+C)')'C.((A'B')(A'C'))'D.((A+B)(A+C))'16、考慮到一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)的時(shí)鐘信號(hào)生成，時(shí)鐘的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行至關(guān)重要。假設(shè)需要設(shè)計(jì)一個(gè)能夠產(chǎn)生穩(wěn)定、高精度時(shí)鐘信號(hào)的電路，同時(shí)要考慮到功耗和成本的限制。以下哪種時(shí)鐘生成技術(shù)在滿足這些要求方面表現(xiàn)最為出色？（）A.晶體振蕩器B.環(huán)形振蕩器C.電感電容振蕩器D.壓控振蕩器17、在數(shù)字邏輯中，已知一個(gè)邏輯函數(shù)的真值表，若要用卡諾圖進(jìn)行化簡(jiǎn)，首先需要確定什么？（）A.變量個(gè)數(shù)B.最小項(xiàng)C.最大項(xiàng)D.無關(guān)項(xiàng)18、在數(shù)字邏輯電路中，編碼器和譯碼器可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)的編碼和解碼。一個(gè)4線-2線編碼器和一個(gè)2線-4線譯碼器連接在一起，當(dāng)編碼器輸入為特定值時(shí)，譯碼器的輸出會(huì)是什么？（）A.譯碼器的輸出會(huì)根據(jù)編碼器的輸入產(chǎn)生相應(yīng)的高電平輸出B.譯碼器的輸出會(huì)根據(jù)編碼器的輸入產(chǎn)生相應(yīng)的低電平輸出C.不確定D.譯碼器的輸出與編碼器的輸入無關(guān)19、考慮數(shù)字邏輯中的編碼器，假設(shè)需要將8個(gè)輸入信號(hào)編碼為3位二進(jìn)制輸出。以下關(guān)于編碼器的特點(diǎn)和工作原理，哪個(gè)描述是正確的（）A.編碼器在任何時(shí)刻只能有一個(gè)輸入有效B.編碼器的輸出總是固定的，與輸入無關(guān)C.編碼器可以同時(shí)有多個(gè)輸入有效，輸出為這些輸入的平均值D.編碼器的輸入和輸出之間沒有明確的邏輯關(guān)系20、當(dāng)研究數(shù)字電路中的冒險(xiǎn)現(xiàn)象時(shí)，假設(shè)一個(gè)電路在特定輸入組合下產(chǎn)生了毛刺。以下哪種技術(shù)可以有效地消除這些毛刺？（）A.增加冗余項(xiàng)B.使用濾波電容C.改變電路結(jié)構(gòu)D.以上技術(shù)均可二、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（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。2、（本題5分）詳細(xì)闡述在加法器的優(yōu)化設(shè)計(jì)中，如超前進(jìn)位加法器，其工作原理和性能優(yōu)勢(shì)是什么。3、（本題5分）詳細(xì)說明數(shù)字邏輯中數(shù)據(jù)選擇器的擴(kuò)展和復(fù)用方法，舉例說明如何用較少的數(shù)據(jù)選擇器實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的邏輯功能。4、（本題5分）說明在數(shù)字電路中如何優(yōu)化邏輯表達(dá)式，減少邏輯門的數(shù)量。5、（本題5分）在數(shù)字系統(tǒng)中，說明如何利用數(shù)字邏輯實(shí)現(xiàn)數(shù)字鎖相環(huán)（DPLL），分析其工作原理和應(yīng)用場(chǎng)景。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）利用譯碼器和比較器設(shè)計(jì)一個(gè)能根據(jù)輸入數(shù)字控制不同設(shè)備工作的電路，畫出邏輯圖和控制邏輯。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)編碼器，將262144個(gè)輸入信號(hào)編碼為18位二進(jìn)制輸出信號(hào)。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)譯碼器，將18位二進(jìn)制輸入信號(hào)譯碼為262144個(gè)輸出信號(hào)。4、（本題5分）利用比較器和計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)一個(gè)能統(tǒng)計(jì)輸入數(shù)字大于給定值的次數(shù)的電路，畫出邏輯圖和工作原理。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，能夠判斷輸入的9位二進(jìn)制數(shù)中是否存在連續(xù)的4個(gè)0，輸出結(jié)果為1表示存在，0表示不存在，畫出邏輯電路圖。四、分析題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)字信號(hào)處理電路，例如數(shù)字濾波器。詳細(xì)分析濾波器的類型（如低通、高通、帶通等）、參數(shù)選擇和邏輯實(shí)現(xiàn)，解釋如何通過數(shù)字邏輯對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行濾波處理，以及濾波器性能的評(píng)估