北京郵電大學《數(shù)學軟件程序設(shè)計》2021-2022學年第一學期期末試卷

學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁北京郵電大學

《數(shù)學軟件程序設(shè)計》2021-2022學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個小題，每小題1分，共15分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、已知一個編碼器有8個輸入信號，需要對其進行編碼，則輸出的二進制代碼至少需要幾位？（）A.2位B.3位C.4位D.8位2、在一個數(shù)字電路中，需要判斷兩個4位二進制數(shù)是否相等。以下哪種邏輯電路的設(shè)計可能是最簡的？（）A.使用異或門對兩個數(shù)的每一位進行比較，然后將結(jié)果進行與運算B.對兩個數(shù)逐位進行減法運算，判斷結(jié)果是否為0C.將兩個數(shù)轉(zhuǎn)換為十進制，然后進行比較，需要復雜的轉(zhuǎn)換電路D.對兩個數(shù)進行按位與和按位或運算，根據(jù)結(jié)果判斷3、在一個同步時序邏輯電路中，若時鐘脈沖的頻率為50MHz，一個狀態(tài)持續(xù)的時間為20ns，那么該電路的狀態(tài)數(shù)為：（）A.5B.10C.20D.504、在數(shù)字電路中，若要實現(xiàn)一個能將輸入的8位二進制數(shù)乘以2的電路，以下哪種方法較為簡便？（）A.左移一位B.使用乘法器芯片C.通過邏輯運算D.以上都不是5、對于數(shù)字電路中的加法運算，假設(shè)要實現(xiàn)兩個8位有符號二進制數(shù)的加法，并且需要考慮溢出的情況。以下哪種方法最適合檢測溢出？（）A.檢查最高位的進位B.比較和與操作數(shù)的符號C.使用專門的溢出檢測電路D.以上方法結(jié)合使用6、現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）是一種大規(guī)模的可編程邏輯器件。關(guān)于FPGA的結(jié)構(gòu)，以下說法不正確的是（）A.FPGA由可編程邏輯塊、輸入輸出塊和互連資源組成B.可編程邏輯塊是FPGA的基本邏輯單元C.FPGA的布線資源是固定的，不能重新配置D.FPGA可以通過硬件描述語言進行編程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，哪一項是不準確的？（）A.數(shù)據(jù)選擇器根據(jù)控制信號從多個輸入數(shù)據(jù)中選擇一個輸出B.數(shù)據(jù)分配器將輸入數(shù)據(jù)按照控制信號分配到多個輸出端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立的，不能相互轉(zhuǎn)換8、在一個數(shù)字電路中，需要對多個輸入信號進行優(yōu)先級編碼。以下哪種編碼器可能是最適合的？（）A.普通二進制編碼器，對輸入信號進行直接編碼B.優(yōu)先編碼器，能夠根據(jù)輸入信號的優(yōu)先級進行編碼C.格雷碼編碼器，輸出具有良好容錯性的編碼D.以上編碼器都不適合進行優(yōu)先級編碼9、數(shù)字邏輯中的狀態(tài)機有多種類型，如摩爾型和米利型。假設(shè)一個狀態(tài)機用于檢測輸入序列中連續(xù)的1，以下哪種類型的狀態(tài)機更適合？（）A.摩爾型B.米利型C.兩者都可以D.兩者都不適合10、在數(shù)字邏輯電路中，移位寄存器可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的左移和右移操作。一個4位雙向移位寄存器，當控制信號為左移時，輸入為特定的二進制數(shù)，經(jīng)過多次時鐘脈沖后，輸出會發(fā)生什么變化？（）A.輸出的數(shù)據(jù)依次向左移動B.輸出的數(shù)據(jù)依次向右移動C.不確定D.輸出的數(shù)據(jù)保持不變11、用4位二進制加法器實現(xiàn)兩個8位二進制數(shù)的加法運算，需要采用？（）A.串行進位B.并行進位C.分組進位D.以上都可以12、在數(shù)字邏輯中，數(shù)制的轉(zhuǎn)換是一項基本的操作。將十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)時，以下方法錯誤的是（）A.除2取余法，將每次的余數(shù)從右往左排列B.不斷將十進制數(shù)除以2，直到商為0C.可以先將十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為八進制，再將八進制轉(zhuǎn)換為二進制D.直接按照二進制的位權(quán)展開計算13、在一個數(shù)字系統(tǒng)中，使用編碼器將8個輸入信號編碼為3位二進制代碼，若同時有兩個輸入信號有效，會出現(xiàn)什么情況？（）A.輸出錯誤代碼B.隨機輸出一個有效代碼C.輸出優(yōu)先級高的輸入信號的編碼D.以上都不對14、當研究數(shù)字電路中的計數(shù)器時，假設(shè)需要設(shè)計一個能夠從0計數(shù)到15的4位二進制計數(shù)器。以下哪種計數(shù)器類型可以實現(xiàn)這個功能，并且在計數(shù)過程中具有較好的穩(wěn)定性？（）A.異步計數(shù)器B.同步計數(shù)器C.加法計數(shù)器D.減法計數(shù)器15、假設(shè)在一個計算機的內(nèi)存管理單元中，需要根據(jù)地址線的輸入來確定內(nèi)存單元的讀寫操作。地址線的信號經(jīng)過一系列的邏輯處理來生成控制信號。如果要實現(xiàn)一個能夠根據(jù)不同地址范圍進行不同操作的邏輯電路，以下哪種方法是最合適的？（）A.使用組合邏輯電路B.使用時序邏輯電路C.使用可編程邏輯器件D.使用模擬電路二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）在數(shù)字電路設(shè)計中，解釋如何進行數(shù)字邏輯電路的電磁兼容性（EMC）設(shè)計，包括布線規(guī)則和屏蔽措施。2、（本題5分）詳細闡述在數(shù)字邏輯中，組合邏輯電路和時序邏輯電路的根本區(qū)別，并分別舉例說明它們在實際數(shù)字系統(tǒng)中的應用。3、（本題5分）深入分析在時序邏輯電路的狀態(tài)化簡中，如何合并等價狀態(tài)以簡化狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和邏輯電路。4、（本題5分）深入分析在數(shù)字電路的低功耗設(shè)計策略中，如門控時鐘、電源門控等技術(shù)的原理和應用。三、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）構(gòu)建一個數(shù)字邏輯電路，用于實現(xiàn)對雷達信號的處理和目標檢測。全面分析雷達信號的特點和處理算法，討論如何通過數(shù)字邏輯實現(xiàn)脈沖壓縮、動目標檢測等功能。2、（本題5分）利用數(shù)字邏輯設(shè)計一個數(shù)字圖像縮放電路，能夠?qū)D像進行放大或縮小處理。詳細闡述圖像縮放的算法和邏輯實現(xiàn)，分析圖像質(zhì)量的保持和優(yōu)化方法。3、（本題5分）給定一個復雜的數(shù)字系統(tǒng)，分析其功耗特性和散熱需求。研究如何通過優(yōu)化電路設(shè)計、選擇低功耗器件和采用節(jié)能策略來降低系統(tǒng)功耗，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。4、（本題5分）給定一個復雜的數(shù)字邏輯電路，其中包含多個子電路和反饋回路。分析電路的功能和行為，使用邏輯仿真工具驗證電路的正確性，查找可能存在的競爭冒險和時序問題，并提出解決方案。5、（本題5分）設(shè)計一個數(shù)字電路，能夠檢測一個64位二進制數(shù)中是否存在連續(xù)的4個1。詳細分析檢測的邏輯思路和算法，說明電路中如何實現(xiàn)高效的連續(xù)位檢測?？紤]如何處理不同長度的連續(xù)位檢測需求。四、設(shè)計題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）利用邏輯門設(shè)計一個或與非門。2、（本題10分）設(shè)計一個計數(shù)器，能夠?qū)崿F(xiàn)從0到