湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院《數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷_第1頁(yè)
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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(yè),共3頁(yè)湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院

《數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)》2022-2023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15個(gè)小題,每小題1分,共15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、在數(shù)字邏輯電路中,三態(tài)門(mén)具有特殊的功能。以下關(guān)于三態(tài)門(mén)的描述中,正確的是()A.輸出有高電平、低電平和高阻態(tài)三種狀態(tài)B.三態(tài)門(mén)常用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸C.三態(tài)門(mén)的控制端控制輸出的狀態(tài)D.以上都是2、在組合邏輯電路設(shè)計(jì)中,若要實(shí)現(xiàn)一個(gè)四選一的數(shù)據(jù)選擇器,最少需要使用幾個(gè)二輸入與門(mén)?()A.2B.3C.4D.53、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(wú)關(guān)4、考慮到一個(gè)大規(guī)模集成電路的布局布線,假設(shè)芯片上集成了數(shù)十億個(gè)晶體管,需要合理安排它們的位置和連接以減少延遲和功耗。這是一個(gè)極其復(fù)雜的問(wèn)題,通常需要借助專(zhuān)業(yè)的工具和算法來(lái)解決。以下哪個(gè)因素在布局布線過(guò)程中對(duì)性能的影響最大?()A.晶體管的密度B.布線的長(zhǎng)度C.電源和地線的分布D.時(shí)鐘樹(shù)的設(shè)計(jì)5、在數(shù)字電路中,使用加法器實(shí)現(xiàn)兩個(gè)8位有符號(hào)數(shù)的加法運(yùn)算,若最高位產(chǎn)生進(jìn)位,那么這個(gè)進(jìn)位表示什么?()A.溢出B.正常進(jìn)位C.錯(cuò)誤D.以上都不對(duì)6、在數(shù)字邏輯電路的競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)現(xiàn)象中,當(dāng)輸入信號(hào)發(fā)生變化時(shí),可能會(huì)導(dǎo)致輸出出現(xiàn)短暫的錯(cuò)誤脈沖。假設(shè)一個(gè)邏輯電路存在競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn),以下哪種方法可以有效地消除這種現(xiàn)象()A.增加冗余項(xiàng)B.減少邏輯門(mén)的數(shù)量C.改變輸入信號(hào)的頻率D.以上方法都不能消除競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)7、在數(shù)字邏輯電路的設(shè)計(jì)中,卡諾圖是一種非常有用的工具。以下關(guān)于卡諾圖用途的描述中,不正確的是()A.用于化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)B.直觀地表示邏輯函數(shù)的所有最小項(xiàng)C.可以幫助判斷邏輯函數(shù)是否最簡(jiǎn)D.卡諾圖只能用于二變量和三變量的邏輯函數(shù)化簡(jiǎn)8、在數(shù)字邏輯中,數(shù)制轉(zhuǎn)換是基本的操作。將二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)時(shí),以下方法錯(cuò)誤的是()A.按位權(quán)展開(kāi)相加B.先轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制,再轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制C.直接將每一位乘以2的相應(yīng)冪次然后相加D.利用特定的轉(zhuǎn)換公式進(jìn)行計(jì)算9、在數(shù)字邏輯電路中,譯碼器的輸出可以連接到其他邏輯電路。一個(gè)3線-8線譯碼器的輸出連接到一個(gè)與門(mén)的輸入,當(dāng)譯碼器的輸入為特定值時(shí),與門(mén)的輸出會(huì)怎樣?()A.與門(mén)的輸出會(huì)根據(jù)譯碼器的輸出和與門(mén)的另一個(gè)輸入確定B.與門(mén)的輸出會(huì)始終為高電平C.不確定D.與門(mén)的輸出會(huì)始終為低電平10、考慮數(shù)字邏輯中的數(shù)據(jù)選擇器,假設(shè)一個(gè)系統(tǒng)需要從8個(gè)輸入數(shù)據(jù)中根據(jù)3位選擇信號(hào)選擇一個(gè)輸出。以下哪種數(shù)據(jù)選擇器能夠滿足這個(gè)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11、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(guò)輸入J和K的不同組合來(lái)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(mén)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12、對(duì)于一個(gè)由多個(gè)觸發(fā)器組成的同步時(shí)序電路,若其中一個(gè)觸發(fā)器出現(xiàn)故障,會(huì)對(duì)整個(gè)電路的工作產(chǎn)生怎樣的影響?()A.部分功能失效B.完全停止工作C.輸出錯(cuò)誤結(jié)果D.以上都有可能13、已知邏輯函數(shù)F=(A+B)(C+D),其反函數(shù)為?()A.F'=(A'B')(C'D')B.F'=A'B'+C'D'C.F'=(A'+B')(C'+D')D.F'=A'B'C'D'14、寄存器是用于存儲(chǔ)一組二進(jìn)制數(shù)據(jù)的時(shí)序邏輯電路。以下關(guān)于寄存器的描述,錯(cuò)誤的是()A.寄存器可以由多個(gè)觸發(fā)器組成,能夠同時(shí)存儲(chǔ)多位數(shù)據(jù)B.移位寄存器可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的串行輸入和并行輸出,或者并行輸入和串行輸出C.寄存器在數(shù)字系統(tǒng)中常用于暫存數(shù)據(jù)、緩沖數(shù)據(jù)等D.寄存器的存儲(chǔ)容量是固定的,不能根據(jù)需要進(jìn)行擴(kuò)展15、假設(shè)正在研究數(shù)字邏輯電路中的時(shí)序違規(guī)問(wèn)題,即信號(hào)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(cuò)誤或不穩(wěn)定。為了檢測(cè)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(dòng)態(tài)時(shí)序仿真C.邏輯綜合優(yōu)化D.以上都是二、簡(jiǎn)答題(本大題共4個(gè)小題,共20分)1、(本題5分)說(shuō)明在數(shù)字邏輯中如何進(jìn)行邏輯函數(shù)的邏輯化簡(jiǎn)中的吸收律和消去律的應(yīng)用。2、(本題5分)解釋什么是同步時(shí)序電路和異步時(shí)序電路,它們的特點(diǎn)和區(qū)別是什么。3、(本題5分)在數(shù)字電路中,解釋如何分析數(shù)字邏輯電路的時(shí)鐘偏差和時(shí)鐘歪斜對(duì)時(shí)序的影響,以及如何減小這種影響。4、(本題5分)詳細(xì)說(shuō)明數(shù)字邏輯中加法器和減法器的數(shù)字?jǐn)U展和小數(shù)處理方法,通過(guò)實(shí)際計(jì)算示例說(shuō)明其應(yīng)用。三、分析題(本大題共5個(gè)小題,共25分)1、(本題5分)給定一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)的可靠性要求,分析如何通過(guò)冗余設(shè)計(jì)、錯(cuò)誤檢測(cè)和糾正技術(shù)來(lái)提高系統(tǒng)的可靠性。探討不同可靠性技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)和適用場(chǎng)景。2、(本題5分)利用數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字圖像縮放電路,能夠?qū)D像進(jìn)行放大或縮小處理。詳細(xì)闡述圖像縮放的算法和邏輯實(shí)現(xiàn),分析圖像質(zhì)量的保持和優(yōu)化方法。3、(本題5分)構(gòu)建一個(gè)數(shù)字邏輯電路,用于實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入音頻信號(hào)的量化和編碼。全面分析量化和編碼的原理和方法,討論如何根據(jù)音頻信號(hào)的特點(diǎn)選擇合適的量化級(jí)別和編碼方式,以保證音頻質(zhì)量和數(shù)據(jù)效率。4、(本題5分)設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路,能夠?qū)崿F(xiàn)一個(gè)8位的減法器,并且能夠處理借位情況。仔細(xì)分析減法運(yùn)算和借位處理的邏輯,說(shuō)明電路中如何實(shí)現(xiàn)減法操作和借位的判斷與傳遞。5、(本題5分)給定一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)的功耗分析報(bào)告,分析各個(gè)模塊的功耗分布和主要的功耗來(lái)源。提出降低系統(tǒng)功耗的策略和方法,如電源管理、門(mén)級(jí)優(yōu)化或采用低功耗器件。四、設(shè)計(jì)題(本大題共4個(gè)小題,共40分)1、(本題10分)利用編碼器和譯碼器設(shè)計(jì)一個(gè)能將4個(gè)按鍵輸入編碼并顯示的電路,畫(huà)出邏輯圖和真值表。2、(本題10分)設(shè)計(jì)一個(gè)能將16進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)的組合邏輯電路,輸入為4位16進(jìn)制數(shù),輸出

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