株洲師范高等專科學(xué)?！稊?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____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁株洲師范高等?？茖W(xué)?！稊?shù)字邏輯基礎(chǔ)》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)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(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、在數(shù)字電路設(shè)計(jì)中，需要對一個復(fù)雜的邏輯函數(shù)進(jìn)行化簡，以減少門電路的數(shù)量和降低成本。假設(shè)給定的邏輯函數(shù)為F=AB'C+A'BC+ABC'+A'B'C'，以下哪種方法可能是最有效的化簡途徑？（）A.運(yùn)用卡諾圖進(jìn)行化簡B.通過邏輯代數(shù)的基本定律和公式進(jìn)行化簡C.采用真值表分析化簡D.隨機(jī)嘗試不同的運(yùn)算組合進(jìn)行化簡2、對于一個基本的RS觸發(fā)器，當(dāng)R=1，S=0時(shí)，觸發(fā)器的輸出狀態(tài)將是：（）A.置0B.置1C.保持不變D.不確定3、已知一個數(shù)字系統(tǒng)采用同步置數(shù)的計(jì)數(shù)器，在置數(shù)信號有效的下一個時(shí)鐘脈沖，計(jì)數(shù)器將置入什么數(shù)值？（）A.0B.設(shè)定的數(shù)值C.隨機(jī)數(shù)值D.不確定4、數(shù)字邏輯是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的重要基礎(chǔ)，它涉及到數(shù)字電路的設(shè)計(jì)和分析。以下關(guān)于數(shù)字邏輯中數(shù)制的描述，錯誤的是（）A.二進(jìn)制是計(jì)算機(jī)中最常用的數(shù)制，只有0和1兩個數(shù)字B.八進(jìn)制由0-7這8個數(shù)字組成，逢8進(jìn)1C.十進(jìn)制是我們?nèi)粘Ｉ钪凶畛Ｓ玫臄?shù)制，逢10進(jìn)1D.十六進(jìn)制由0-9和A-F組成，其中A-F分別表示10-15，逢16進(jìn)1，在數(shù)字邏輯中，十六進(jìn)制常用于表示二進(jìn)制數(shù)，以方便閱讀和書寫5、在數(shù)字系統(tǒng)中，需要將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行處理。如果要將十進(jìn)制數(shù)25轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制，以下哪種方法是正確的？（）A.11001B.10100C.11010D.100116、假設(shè)正在研究數(shù)字邏輯電路中的時(shí)序違規(guī)問題，即信號的建立時(shí)間和保持時(shí)間不滿足要求。這可能導(dǎo)致電路的功能錯誤或不穩(wěn)定。為了檢測和解決時(shí)序違規(guī)，以下哪種方法是常用且有效的？（）A.靜態(tài)時(shí)序分析B.動態(tài)時(shí)序仿真C.邏輯綜合優(yōu)化D.以上都是7、考慮一個數(shù)字電路，其輸入和輸出之間存在一定的延遲。如果要減小這種延遲，提高電路的響應(yīng)速度，以下哪種方法是可行的？（）A.優(yōu)化電路的布線，減少信號傳輸路徑B.選用速度更快的邏輯門器件C.減少電路中的級數(shù)和中間環(huán)節(jié)D.以上方法都可以有效地減小延遲8、除法運(yùn)算在數(shù)字邏輯中也有相應(yīng)的實(shí)現(xiàn)方法。以下關(guān)于除法運(yùn)算的描述，錯誤的是（）A.恢復(fù)余數(shù)法和不恢復(fù)余數(shù)法是常見的除法運(yùn)算算法B.除法運(yùn)算可以通過減法和移位操作來實(shí)現(xiàn)C.除法運(yùn)算的速度通常比乘法運(yùn)算快D.除法運(yùn)算在數(shù)字電路中的實(shí)現(xiàn)相對復(fù)雜，需要考慮更多的細(xì)節(jié)9、數(shù)字邏輯中的數(shù)據(jù)選擇器可以根據(jù)控制信號從多個輸入數(shù)據(jù)中選擇一個輸出。假設(shè)一個4選1數(shù)據(jù)選擇器，控制信號為S1S0，輸入為D0、D1、D2、D3。當(dāng)S1S0=10時(shí)，輸出應(yīng)該是哪個輸入數(shù)據(jù)？（）A.D0B.D1C.D2D.D310、在數(shù)字電路中，使用移位寄存器實(shí)現(xiàn)串行數(shù)據(jù)到并行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，若要轉(zhuǎn)換8位數(shù)據(jù)，需要多少個時(shí)鐘脈沖？（）A.1B.8C.16D.3211、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中，不正確的是（）A.加法器是一種常見的組合邏輯電路B.組合邏輯電路不存在反饋回路C.編碼器和譯碼器都屬于組合邏輯電路D.組合邏輯電路在工作過程中，輸出狀態(tài)會隨輸入的變化而不斷改變12、已知一個數(shù)字系統(tǒng)采用異步復(fù)位，當(dāng)復(fù)位信號有效時(shí)，系統(tǒng)會立即進(jìn)入什么狀態(tài)？（）A.初始狀態(tài)B.隨機(jī)狀態(tài)C.保持當(dāng)前狀態(tài)D.不確定13、在數(shù)字邏輯電路的測試和故障診斷中，邏輯分析儀是一種常用的工具。它可以同時(shí)監(jiān)測多個信號，并以圖形的方式顯示信號的變化。邏輯分析儀的主要優(yōu)點(diǎn)包括：（）A.只能處理低速信號B.不能存儲大量的數(shù)據(jù)C.能夠快速準(zhǔn)確地捕捉和分析信號D.價(jià)格昂貴，不適合一般應(yīng)用14、想象一個數(shù)字系統(tǒng)中，需要對輸入的數(shù)字信號進(jìn)行編碼，以提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)男屎涂煽啃?。以下哪種編碼方式可能是最優(yōu)的考慮？（）A.曼徹斯特編碼，每個時(shí)鐘周期都有跳變，便于同步但效率較低B.差分曼徹斯特編碼，解決了曼徹斯特編碼的部分缺點(diǎn)，但實(shí)現(xiàn)復(fù)雜C.NRZ編碼，簡單直接但同步困難D.以上編碼方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，需要根據(jù)具體應(yīng)用選擇15、已知一個數(shù)字系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率為50MHz，要實(shí)現(xiàn)一個周期為40ns的信號，需要經(jīng)過幾級計(jì)數(shù)器分頻？（）A.2B.3C.4D.516、對于一個采用上升沿觸發(fā)的D觸發(fā)器，當(dāng)D輸入端為1且時(shí)鐘上升沿到來時(shí)，輸出Q的值為？（）A.0B.1C.保持不變D.不確定17、譯碼器是數(shù)字電路中的另一種重要組合邏輯器件。以下關(guān)于譯碼器工作原理的描述中，不正確的是（）A.將輸入的二進(jìn)制代碼轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的輸出信號B.輸入的代碼位數(shù)決定了輸出信號的數(shù)量C.譯碼器的輸出通常是高電平有效D.譯碼器可以實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)的化簡18、考慮數(shù)字邏輯中的數(shù)據(jù)選擇器，假設(shè)一個系統(tǒng)需要從8個輸入數(shù)據(jù)中根據(jù)3位選擇信號選擇一個輸出。以下哪種數(shù)據(jù)選擇器能夠滿足這個需求？（）A.4選1數(shù)據(jù)選擇器B.8選1數(shù)據(jù)選擇器C.16選1數(shù)據(jù)選擇器D.32選1數(shù)據(jù)選擇器19、在復(fù)雜的數(shù)字系統(tǒng)中，常常采用層次化設(shè)計(jì)方法。以下關(guān)于層次化設(shè)計(jì)的描述，正確的是（）A.層次化設(shè)計(jì)將系統(tǒng)劃分為多個層次，每個層次完成特定的功能B.層次化設(shè)計(jì)可以提高系統(tǒng)的設(shè)計(jì)效率和可維護(hù)性C.不同層次之間通過明確的接口進(jìn)行通信和交互D.層次化設(shè)計(jì)是一種自頂向下的設(shè)計(jì)方法，不支持自底向上的設(shè)計(jì)過程20、在一個多位數(shù)字比較器中，如果要比較兩個8位的二進(jìn)制數(shù)，需要多少個基本比較單元？（）A.8B.16C.64D.256二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）闡述數(shù)字邏輯中只讀存儲器（ROM）的存儲單元結(jié)構(gòu)和尋址方式，分析其容量擴(kuò)展方法。2、（本題5分）闡述數(shù)字邏輯中移位寄存器的存儲單元結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)保持特性，舉例說明在數(shù)據(jù)存儲中的應(yīng)用。3、（本題5分）在數(shù)字系統(tǒng)中，解釋如何利用數(shù)字邏輯實(shí)現(xiàn)圖像和視頻處理中的邊緣檢測和特征提取，分析其原理和實(shí)現(xiàn)方法。4、（本題5分）詳細(xì)說明數(shù)字邏輯中加法器和減法器的溢出判斷方法和處理方式，通過實(shí)際計(jì)算示例進(jìn)行說明。5、（本題5分）深入解釋在移位寄存器的移位模式控制中，如何通過外部信號選擇不同的移位方式。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計(jì)一個數(shù)字電路，能夠?qū)⑤斎氲?位二進(jìn)制數(shù)拆分為兩個4位二進(jìn)制數(shù)，并分別進(jìn)行加法運(yùn)算，輸出結(jié)果為8位二進(jìn)制數(shù)，畫出邏輯電路圖。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個數(shù)字電路，能夠?qū)斎氲?3位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行循環(huán)左移3位的操作，輸出移位后的13位二進(jìn)制數(shù)，畫出邏輯電路圖。3、（本題5分）利用編碼器和譯碼器設(shè)計(jì)一個能將4個按鍵輸入編碼并顯示的電路，畫出邏輯圖和真值表。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個編碼器，將8個輸入信號編碼為3位二進(jìn)制輸出信號。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個能將余3碼轉(zhuǎn)換為8421BCD碼的轉(zhuǎn)換電路，畫出邏輯圖和轉(zhuǎn)換步驟。四、分析題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）構(gòu)建一個數(shù)字邏輯電路，用于實(shí)現(xiàn)對雷達(dá)信號的處理和目標(biāo)檢測。全面分析雷達(dá)信號的特點(diǎn)和處理算法，討論如何通過數(shù)字邏輯實(shí)現(xiàn)脈沖壓縮、動目標(biāo)檢測等