武漢學(xué)院《數(shù)字模型設(shè)計(jì)與制作》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(yè)，共3頁(yè)武漢學(xué)院《數(shù)字模型設(shè)計(jì)與制作》

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15個(gè)小題，每小題2分，共30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、若一個(gè)PLA的與陣列有8個(gè)輸入變量，或陣列有4個(gè)輸出函數(shù)，則PLA的規(guī)模約為：（）A.8×4B.2^8×4C.8×2^4D.2^8×2^42、對(duì)于一個(gè)由JK觸發(fā)器構(gòu)成的時(shí)序電路，若要實(shí)現(xiàn)一個(gè)模5的計(jì)數(shù)器，J和K的輸入應(yīng)該如何設(shè)置？（）A.特定的邏輯組合B.隨機(jī)設(shè)置C.保持不變D.以上都不對(duì)3、在數(shù)字邏輯電路中，若要將一個(gè)正弦波信號(hào)轉(zhuǎn)換為方波信號(hào)，可以使用：（）A.計(jì)數(shù)器B.編碼器C.施密特觸發(fā)器D.數(shù)據(jù)選擇器4、組合邏輯電路的輸出僅僅取決于當(dāng)前的輸入，不存在存儲(chǔ)元件。在設(shè)計(jì)組合邏輯電路時(shí)，需要根據(jù)邏輯功能進(jìn)行化簡(jiǎn)和優(yōu)化。假設(shè)有一個(gè)組合邏輯電路，用于判斷一個(gè)三位二進(jìn)制數(shù)是否能被3整除。以下關(guān)于該電路設(shè)計(jì)的描述，正確的是：（）A.可以使用多個(gè)與門和或門實(shí)現(xiàn)B.必須使用加法器和比較器實(shí)現(xiàn)C.無(wú)法通過(guò)簡(jiǎn)單的邏輯門實(shí)現(xiàn)D.只需要一個(gè)非門就能實(shí)現(xiàn)5、加法器是數(shù)字電路中進(jìn)行加法運(yùn)算的重要部件。在半加器和全加器中，以下說(shuō)法不正確的是（）A.半加器不考慮低位的進(jìn)位，而全加器需要考慮B.多個(gè)半加器可以組合成一個(gè)全加器C.全加器的進(jìn)位輸出只與當(dāng)前的輸入有關(guān)，與之前的運(yùn)算結(jié)果無(wú)關(guān)D.半加器和全加器都可以用邏輯門實(shí)現(xiàn)6、在數(shù)字邏輯中，若要對(duì)一個(gè)8位的二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行奇偶校驗(yàn)，校驗(yàn)位應(yīng)設(shè)置在：（）A.最高位B.最低位C.次高位D.次低位7、在數(shù)字邏輯中，異步時(shí)序電路的同步方式與同步時(shí)序電路不同。以下關(guān)于異步時(shí)序電路的描述中，錯(cuò)誤的是（）A.異步時(shí)序電路中，各觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)不同步B.異步時(shí)序電路的速度比同步時(shí)序電路快C.異步時(shí)序電路的設(shè)計(jì)和分析比較復(fù)雜D.異步時(shí)序電路中可能會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定的狀態(tài)8、已知一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)采用8位二進(jìn)制補(bǔ)碼表示整數(shù)，那么其能表示的數(shù)值范圍是多少？（）A.-128到127B.-255到255C.-256到255D.0到2559、假設(shè)要設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，用于判斷一個(gè)8位二進(jìn)制數(shù)是奇數(shù)還是偶數(shù)。以下哪種邏輯表達(dá)式可以準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能？（）A.檢查最低位是否為1，若是則為奇數(shù)，否則為偶數(shù)B.計(jì)算所有位的和，若為奇數(shù)則輸入為奇數(shù)，否則為偶數(shù)C.對(duì)高4位和低4位分別進(jìn)行判斷，綜合得出結(jié)果D.以上方法都不正確，無(wú)法通過(guò)簡(jiǎn)單邏輯判斷奇偶性10、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)11、考慮一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)，其中的時(shí)序邏輯電路出現(xiàn)了不穩(wěn)定的輸出。經(jīng)過(guò)檢查，發(fā)現(xiàn)是由于時(shí)鐘信號(hào)的抖動(dòng)導(dǎo)致的。為了減少時(shí)鐘抖動(dòng)的影響，以下哪種方法是可行的？（）A.使用更穩(wěn)定的時(shí)鐘源B.增加時(shí)鐘的緩沖級(jí)數(shù)C.對(duì)時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行濾波處理D.以上方法都可以有效地減少時(shí)鐘抖動(dòng)的影響12、對(duì)于一個(gè)由多個(gè)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，需要幾個(gè)時(shí)鐘脈沖？（）A.與觸發(fā)器個(gè)數(shù)相同B.觸發(fā)器個(gè)數(shù)的一半C.1D.不確定13、在數(shù)字邏輯電路中，譯碼器的使能端有什么作用？當(dāng)使能端為低電平時(shí)，譯碼器的輸出會(huì)怎樣？（）A.使能端用于控制譯碼器的工作，當(dāng)使能端為低電平時(shí)，譯碼器的輸出為高阻態(tài)B.使能端用于選擇譯碼器的輸入，當(dāng)使能端為低電平時(shí)，譯碼器的輸出為低電平C.不確定D.使能端對(duì)譯碼器的輸出沒(méi)有影響14、在數(shù)字圖像處理領(lǐng)域，數(shù)字邏輯可以用于圖像的采集、存儲(chǔ)和處理。以下關(guān)于數(shù)字邏輯在數(shù)字圖像處理中的應(yīng)用，錯(cuò)誤的是（）A.圖像傳感器輸出的模擬信號(hào)可以通過(guò)數(shù)字邏輯電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)B.數(shù)字邏輯可以用于圖像的壓縮和加密，提高圖像的傳輸和存儲(chǔ)效率C.圖像的濾波、邊緣檢測(cè)等處理算法可以完全由數(shù)字邏輯電路實(shí)現(xiàn)D.數(shù)字邏輯在數(shù)字圖像處理中的應(yīng)用主要是輔助性的，不是核心部分15、若要設(shè)計(jì)一個(gè)能對(duì)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.9二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）深入解釋在數(shù)字邏輯電路的靜電防護(hù)設(shè)計(jì)中，采取哪些措施來(lái)防止靜電對(duì)電路的損害。2、（本題5分）在數(shù)字邏輯電路中，說(shuō)明如何利用觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)功能，比較不同類型觸發(fā)器（如D觸發(fā)器、JK觸發(fā)器等）的特性和應(yīng)用場(chǎng)合。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)數(shù)字信號(hào)的調(diào)制和解調(diào)，舉例說(shuō)明常見(jiàn)的調(diào)制解調(diào)方式。三、分析題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，能夠?qū)斎氲膬蓚€(gè)16位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行大小比較，并按照從大到小的順序輸出。深入分析比較和排序的邏輯過(guò)程，說(shuō)明電路中如何實(shí)現(xiàn)比較和交換操作?？紤]如何優(yōu)化電路以減少比較次數(shù)和提高排序速度。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，能夠?qū)斎氲亩辔欢M(jìn)制數(shù)進(jìn)行除法運(yùn)算，并輸出商和余數(shù)。分析除法運(yùn)算的算法和硬件實(shí)現(xiàn)，考慮如何處理除數(shù)為0的情況和提高除法運(yùn)算的效率。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，能夠檢測(cè)一個(gè)48位二進(jìn)制數(shù)中是否存在特定的8位數(shù)據(jù)序列。詳細(xì)分析檢測(cè)算法和邏輯，說(shuō)明電路中如何實(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)確的序列檢測(cè)?？紤]如何處理數(shù)據(jù)序列的重復(fù)出現(xiàn)和位置不確定的情況。4、（本題5分）使用編碼器和移位寄存器設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)輸入數(shù)據(jù)的編碼和串行傳輸。分析編碼方式的選擇和移位寄存器的工作原理，以及如何在傳輸過(guò)程中保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性。5、（本題5分）有一個(gè)數(shù)字電路，使用JK觸發(fā)器和與非門實(shí)現(xiàn)狀態(tài)機(jī)。分析狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換和輸出邏輯，給出狀態(tài)圖和邏輯表達(dá)式。通過(guò)具體的輸入序列，驗(yàn)證狀態(tài)機(jī)的功能和性能。四、設(shè)計(jì)題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）用邏輯門設(shè)計(jì)一個(gè)能實(shí)現(xiàn)兩個(gè)9位二進(jìn)制數(shù)加法運(yùn)