北京理工大學(xué)《數(shù)字邏輯基礎(chǔ)》2021-2022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頁北京理工大學(xué)

《數(shù)字邏輯基礎(chǔ)》2021-2022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、數(shù)字邏輯中的競爭冒險(xiǎn)現(xiàn)象是指什么？在一個(gè)組合邏輯電路中，如何判斷是否存在競爭冒險(xiǎn)現(xiàn)象？（）A.競爭冒險(xiǎn)是指由于邏輯門的延遲導(dǎo)致輸出出現(xiàn)錯(cuò)誤的現(xiàn)象，可以通過觀察邏輯電路圖判斷是否存在B.競爭冒險(xiǎn)是指由于輸入信號的變化導(dǎo)致輸出出現(xiàn)錯(cuò)誤的現(xiàn)象，可以通過分析邏輯表達(dá)式判斷是否存在C.不確定D.競爭冒險(xiǎn)現(xiàn)象很難判斷2、假設(shè)正在設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，用于將一個(gè)4位二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的格雷碼。格雷碼是一種相鄰數(shù)值只有一位變化的編碼方式。要實(shí)現(xiàn)這個(gè)轉(zhuǎn)換功能，以下哪種邏輯門的組合是最合適的？（）A.僅使用與門和或門B.僅使用非門和與非門C.使用多種邏輯門，包括與門、或門、非門等的組合D.無法通過邏輯門實(shí)現(xiàn)，需要使用特殊的集成電路3、對于一個(gè)異步時(shí)序邏輯電路，其狀態(tài)轉(zhuǎn)換與時(shí)鐘信號不同步。若在某個(gè)時(shí)刻，輸入發(fā)生變化，那么狀態(tài)的改變會(huì)立即發(fā)生嗎？（）A.會(huì)B.不會(huì)C.有時(shí)會(huì)D.不確定4、在數(shù)字系統(tǒng)中，存儲器是用于存儲數(shù)據(jù)和程序的重要部件。關(guān)于只讀存儲器（ROM），以下說法錯(cuò)誤的是（）A.ROM中的數(shù)據(jù)在斷電后不會(huì)丟失B.PROM是一種可編程的ROM，但只能編程一次C.EPROM可以多次擦除和編程，使用紫外線進(jìn)行擦除D.ROM的存儲容量通常比隨機(jī)存儲器（RAM）大5、加法器是數(shù)字電路中進(jìn)行加法運(yùn)算的重要部件。以下關(guān)于加法器的描述，錯(cuò)誤的是（）A.半加器只能處理兩個(gè)一位二進(jìn)制數(shù)的相加，不考慮進(jìn)位輸入B.全加器可以處理兩個(gè)一位二進(jìn)制數(shù)的相加，并考慮進(jìn)位輸入C.多位加法器可以通過級聯(lián)多個(gè)全加器來實(shí)現(xiàn)D.加法器在進(jìn)行加法運(yùn)算時(shí)，速度非?？欤粫?huì)產(chǎn)生任何延遲6、在數(shù)字系統(tǒng)中，需要對一個(gè)脈沖信號進(jìn)行整形和濾波，以得到更清晰穩(wěn)定的信號。以下哪種電路可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能？（）A.施密特觸發(fā)器，對輸入進(jìn)行整形B.低通濾波器，濾除高頻噪聲C.積分電路，平滑信號D.以上電路都可以用于信號整形和濾波7、對于數(shù)字電路中的編碼器，假設(shè)一個(gè)系統(tǒng)需要將8個(gè)不同的輸入信號編碼為3位二進(jìn)制代碼。在這種情況下，以下哪種編碼器能夠滿足要求并且具有較好的性能？（）A.普通編碼器B.優(yōu)先編碼器C.二進(jìn)制編碼器D.十進(jìn)制編碼器8、在數(shù)字邏輯的未來發(fā)展趨勢中，以下關(guān)于人工智能與數(shù)字邏輯的融合的描述，不正確的是（）A.數(shù)字邏輯將在人工智能的硬件實(shí)現(xiàn)中發(fā)揮重要作用B.人工智能的發(fā)展將推動(dòng)數(shù)字邏輯技術(shù)的創(chuàng)新C.數(shù)字邏輯的發(fā)展將完全依賴于人工智能的需求D.兩者的融合將為計(jì)算領(lǐng)域帶來新的突破和應(yīng)用9、在數(shù)字邏輯中，若要判斷一個(gè)二進(jìn)制數(shù)是奇數(shù)還是偶數(shù)，可以通過檢查其最低位的值。若最低位為1，則該數(shù)為：（）A.奇數(shù)B.偶數(shù)C.無法確定D.取決于其他位的值10、在數(shù)字邏輯中，可編程邏輯器件（PLD）為數(shù)字電路的設(shè)計(jì)提供了很大的靈活性。以下關(guān)于PLD的描述中，不正確的是（）A.可以通過編程實(shí)現(xiàn)不同的邏輯功能B.包括可編程陣列邏輯（PAL）和通用陣列邏輯（GAL）等C.編程后不能再修改D.適用于小批量、快速開發(fā)的數(shù)字電路設(shè)計(jì)11、在數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)中，若要使用PLA（可編程邏輯陣列）實(shí)現(xiàn)一個(gè)特定的邏輯功能，首先需要進(jìn)行什么操作？（）A.編程B.布線C.繪制邏輯圖D.以上都不是12、在數(shù)字邏輯電路中，對于一個(gè)由與非門組成的基本RS觸發(fā)器，當(dāng)輸入R=0，S=0時(shí)，觸發(fā)器的輸出狀態(tài)將保持不變，那么以下哪種情況可能導(dǎo)致輸出狀態(tài)的不確定？（）A.輸入同時(shí)變?yōu)镽=1，S=1B.輸入變?yōu)镽=1，S=0C.輸入變?yōu)镽=0，S=1D.以上都不是13、代碼表示在數(shù)字邏輯中有著廣泛應(yīng)用。假設(shè)我們正在使用各種代碼。以下關(guān)于代碼的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.BCD碼是用二進(jìn)制編碼來表示十進(jìn)制數(shù)，常見的有8421BCD碼B.格雷碼的特點(diǎn)是相鄰的兩個(gè)編碼之間只有一位發(fā)生變化，常用于減少錯(cuò)誤的產(chǎn)生C.原碼、反碼和補(bǔ)碼是計(jì)算機(jī)中表示有符號數(shù)的常見方式，補(bǔ)碼可以方便地進(jìn)行加減運(yùn)算D.無論使用哪種代碼，它們所表示的數(shù)值范圍都是相同的，只是編碼方式不同14、在數(shù)字邏輯的應(yīng)用場景中，以下關(guān)于計(jì)算機(jī)存儲系統(tǒng)的描述，錯(cuò)誤的是（）A.內(nèi)存和外存都使用數(shù)字邏輯來實(shí)現(xiàn)存儲和讀寫操作B.閃存是一種非易失性存儲介質(zhì)，基于數(shù)字邏輯原理工作C.存儲系統(tǒng)的性能主要取決于存儲容量，與數(shù)字邏輯無關(guān)D.數(shù)字邏輯在存儲系統(tǒng)的地址譯碼和數(shù)據(jù)傳輸中發(fā)揮重要作用15、在數(shù)字邏輯中，可編程邏輯器件（PLD）為數(shù)字電路的設(shè)計(jì)提供了很大的靈活性。以下關(guān)于PLD的描述，錯(cuò)誤的是（）A.PLA由與陣列和或陣列組成，可以實(shí)現(xiàn)任意組合邏輯函數(shù)B.PAL的與陣列可編程，或陣列固定C.GAL具有可重復(fù)編程和加密的特點(diǎn)D.CPLD的集成度比FPGA高，性能也更優(yōu)越16、若一個(gè)ROM存儲的信息為“1010011111000011”，其地址為4位，數(shù)據(jù)線為8位，則其存儲容量為：（）A.16×8位B.8×16位C.4×8位D.8×4位17、寄存器是數(shù)字系統(tǒng)中用于存儲數(shù)據(jù)的部件。以下關(guān)于寄存器的描述，錯(cuò)誤的是（）A.寄存器可以由D觸發(fā)器或其他存儲元件構(gòu)成B.寄存器能夠在時(shí)鐘信號的控制下存儲和更新數(shù)據(jù)C.移位寄存器不僅可以存儲數(shù)據(jù)，還能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的移位操作D.寄存器的存儲容量是固定的，不能根據(jù)需要進(jìn)行擴(kuò)展18、若要設(shè)計(jì)一個(gè)能對60進(jìn)制進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器，至少需要多少個(gè)觸發(fā)器？（）A.6B.7C.8D.919、已知一個(gè)JK觸發(fā)器的J和K輸入端都為1，在時(shí)鐘脈沖的下降沿，觸發(fā)器的狀態(tài)會(huì)怎樣變化？（）A.置0B.置1C.翻轉(zhuǎn)D.保持不變20、考慮一個(gè)復(fù)雜的數(shù)字系統(tǒng)，其中包含多個(gè)子模塊。為了確保各個(gè)子模塊之間能夠正確地通信和協(xié)調(diào)工作，通常會(huì)使用一些控制信號。如果要產(chǎn)生一個(gè)同步的控制信號，使得多個(gè)子模塊在特定的時(shí)鐘周期內(nèi)執(zhí)行特定的操作，以下哪種方法是最可靠的？（）A.使用一個(gè)單獨(dú)的時(shí)鐘源，通過分頻產(chǎn)生控制信號B.利用組合邏輯電路根據(jù)輸入條件生成控制信號C.隨機(jī)生成控制信號，依靠系統(tǒng)的容錯(cuò)能力來保證正確運(yùn)行D.以上方法都不可靠，無法實(shí)現(xiàn)同步控制二、簡答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）解釋在數(shù)字電路中如何處理數(shù)字信號的抖動(dòng)，提高信號的穩(wěn)定性。2、（本題5分）深入解釋在觸發(fā)器的工作原理中，邊沿觸發(fā)和電平觸發(fā)的區(qū)別，以及各自的適用場景。3、（本題5分）詳細(xì)闡述如何用邏輯門實(shí)現(xiàn)一個(gè)加法器的超前進(jìn)位技術(shù)，提高運(yùn)算速度。4、（本題5分）詳細(xì)說明數(shù)字邏輯中編碼器和譯碼器的集成度和封裝形式對系統(tǒng)設(shè)計(jì)的影響，分析在不同應(yīng)用場景中的選擇策略。5、（本題5分）說明在數(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。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）使用計(jì)數(shù)器和移位寄存器設(shè)計(jì)一個(gè)能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)循環(huán)移位和計(jì)數(shù)的電路，畫出邏輯圖和工作原理。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)全加器，能夠進(jìn)行三個(gè)64位二進(jìn)制數(shù)的加法運(yùn)算，并輸出結(jié)果和進(jìn)位的擴(kuò)展表示。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，能夠?qū)⑤斎氲?4位二進(jìn)制數(shù)拆分為兩個(gè)7位二進(jìn)制數(shù)，然后分別進(jìn)行乘法運(yùn)算，輸出結(jié)果為14位二進(jìn)制數(shù)，畫出邏輯電路圖。4、（本題5分）用JK觸發(fā)器和邏輯門設(shè)計(jì)一個(gè)能實(shí)現(xiàn)狀態(tài)跳轉(zhuǎn)的電路，根據(jù)輸入條件跳轉(zhuǎn)到特定狀態(tài)，畫出狀態(tài)圖。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)能檢測輸入的七位二進(jìn)制數(shù)中是否存在連續(xù)四個(gè)1的電路，用邏輯門實(shí)現(xiàn)，畫出邏輯圖。四、分析題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）利用數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字音頻均衡器電路，能夠調(diào)整音頻信號的頻率響應(yīng)。詳細(xì)闡述均衡器的工作原理和參數(shù)設(shè)置，分析各個(gè)頻段的增益控制邏輯和實(shí)現(xiàn)方式。2、（本題10