四川師范大學《普通邏輯學》2023-2024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頁四川師范大學

《普通邏輯學》2023-2024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2分，共30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、在數(shù)字電路設計中，若要實現(xiàn)一個能夠判斷兩個4位二進制數(shù)是否相等的比較器，需要使用以下哪種邏輯門組合？（）A.與門和或門B.異或門和與門C.同或門和或門D.以上都可以2、在數(shù)字系統(tǒng)中，能夠?qū)⑤斎氲牟⑿袛?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)輸出的電路是？（）A.計數(shù)器B.移位寄存器C.編碼器D.譯碼器3、邏輯門是數(shù)字電路的基本單元。與門、或門和非門是三種常見的基本邏輯門。以下關于與門邏輯功能的描述中，不正確的是（）A.只有當所有輸入都為1時，輸出才為1B.輸入中有0，則輸出為0C.可以用“乘”運算來表示與門的邏輯D.與門的輸出與輸入的順序無關4、在數(shù)字電路中，若一個編碼器有8個輸入信號，需要用幾位二進制代碼進行編碼輸出？（）A.2位B.3位C.4位D.8位5、在數(shù)字邏輯中，若要將兩個8位二進制數(shù)相減，并產(chǎn)生借位輸出，以下哪種組合邏輯門較為合適？（）A.異或門和與門B.同或門和或門C.與非門和或非門D.減法器和與門6、譯碼器則是編碼器的逆過程，它將輸入的二進制編碼轉(zhuǎn)換為對應的輸出信號。一個3線-8線譯碼器，當輸入編碼為101時，其輸出的有效信號為：（）A.第5個輸出端B.第6個輸出端C.第7個輸出端D.第8個輸出端7、在數(shù)字音頻處理中，數(shù)字邏輯也有一定的應用。以下關于數(shù)字音頻處理中數(shù)字邏輯的描述，錯誤的是（）A.音頻的采樣、量化和編碼可以通過數(shù)字邏輯電路來完成B.數(shù)字濾波器可以用于音頻信號的濾波處理，改善音質(zhì)C.數(shù)字音頻的存儲和傳輸離不開數(shù)字邏輯的支持D.數(shù)字邏輯在數(shù)字音頻處理中的作用不大，主要依靠模擬電路8、數(shù)據(jù)選擇器可以從多個輸入數(shù)據(jù)中選擇一個輸出。假設有一個4選1數(shù)據(jù)選擇器，其選擇控制端為S1S0，輸入數(shù)據(jù)為D0、D1、D2、D3。當S1S0=10時，輸出的數(shù)據(jù)為：（）A.D0B.D1C.D2D.D39、在數(shù)字邏輯中，提高數(shù)字電路的可靠性可以采用多種措施。以下措施中，不能提高數(shù)字電路可靠性的是（）A.采用冗余設計B.優(yōu)化電路布局和布線C.提高工作電壓D.選用高質(zhì)量的元器件10、數(shù)字邏輯中的全加器可以實現(xiàn)兩個二進制數(shù)和一個進位的相加。一個全加器的輸入為A=1，B=1，進位C_in=1，那么輸出的和S和進位C_out分別是多少？（）A.S=1，C_out=1B.S=0，C_out=1C.不確定D.根據(jù)其他因素判斷11、在數(shù)字邏輯中，有限狀態(tài)機（FSM）是一種用于描述時序邏輯行為的模型。以下關于有限狀態(tài)機的描述中，正確的是（）A.由狀態(tài)、輸入、輸出和狀態(tài)轉(zhuǎn)換組成B.可以用狀態(tài)圖和狀態(tài)表來描述C.能夠?qū)崿F(xiàn)復雜的控制邏輯D.以上都是12、在數(shù)字邏輯的同步時序電路中，時鐘信號起到同步作用。假設一個同步時序電路的時鐘頻率過高，可能會導致以下哪種問題（）A.電路性能提高B.功耗降低C.時序混亂D.以上都不是問題13、時序邏輯電路與組合邏輯電路不同，它包含存儲元件，能夠記住過去的輸入信息。常見的時序邏輯電路有觸發(fā)器、計數(shù)器和寄存器等。在一個D觸發(fā)器中，當時鐘脈沖上升沿到來時，如果D輸入端的值為1，那么輸出Q的值將：（）A.保持不變B.變?yōu)?C.變?yōu)?D.不確定，取決于之前的狀態(tài)14、邏輯門是數(shù)字電路的基本單元，常見的邏輯門有與門、或門、非門等。對于與非門和或非門，以下說法錯誤的是（）A.與非門是先進行與運算，然后對結果取非B.或非門是先進行或運算，然后對結果取非C.與非門和或非門都可以由與門、或門和非門組合而成D.與非門和或非門在邏輯功能上是完全相同的15、在數(shù)字邏輯中，若要檢測一個電路是否存在靜態(tài)冒險，可通過觀察其：（）A.真值表B.卡諾圖C.邏輯表達式D.以上均可二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）詳細闡述如何用硬件描述語言實現(xiàn)一個狀態(tài)機的狀態(tài)跳轉(zhuǎn)的條件判斷優(yōu)化。2、（本題5分）在數(shù)字電路中，解釋如何使用VHDL或Verilog等硬件描述語言描述一個簡單的數(shù)字邏輯模塊，如加法器。3、（本題5分）詳細闡述在數(shù)字電路的可靠性驗證試驗中，試驗方案的制定和結果評估。三、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）給定一個8位的二進制數(shù)，使用邏輯運算（與、或、非、異或等）實現(xiàn)對其某些特定位的置位和清零操作。詳細分析每一步操作所使用的邏輯運算及其作用，解釋最終結果是如何得到的。2、（本題5分）給定一個由多個鎖存器和移位寄存器組成的數(shù)字存儲系統(tǒng)，分析系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲和讀取過程，確定存儲容量和訪問速度。討論在數(shù)據(jù)緩存和流水線處理中的應用和性能優(yōu)化。3、（本題5分）給定一個由多個編碼器、譯碼器和乘法器組成的數(shù)字圖像處理系統(tǒng)，分析系統(tǒng)的圖像編碼和解碼過程，計算處理的速度和圖像質(zhì)量。討論在數(shù)字圖像處理中的關鍵技術和挑戰(zhàn)。4、（本題5分）有一個數(shù)字音頻處理系統(tǒng)中的音頻濾波模塊，如巴特沃斯濾波器。分析濾波器的設計參數(shù)和頻率響應特性，設計相應的數(shù)字電路實現(xiàn)濾波功能。探討如何根據(jù)不同的音頻頻率范圍選擇合適的濾波器參數(shù)。5、（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。四、設計題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）設計一個數(shù)據(jù)選擇器，根據(jù)14個控制信號從16384個輸入