岳陽現(xiàn)代服務(wù)職業(yè)學(xué)院《數(shù)字邏輯》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁岳陽現(xiàn)代服務(wù)職業(yè)學(xué)院《數(shù)字邏輯》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題2分，共40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、對于一個(gè)PLA器件，其與門陣列和或門陣列的可編程性分別體現(xiàn)在哪里？（）A.連接方式B.輸入信號(hào)C.輸出信號(hào)D.以上都不是2、考慮一個(gè)數(shù)字電路中的加法器，已知其輸入為兩個(gè)8位的二進(jìn)制數(shù)A和B，以及一個(gè)進(jìn)位輸入C_in。如果要計(jì)算A+B+C_in的和，并輸出結(jié)果S和進(jìn)位輸出C_out，以下哪種方法可以最有效地實(shí)現(xiàn)？（）A.使用多個(gè)全加器級(jí)聯(lián)B.構(gòu)建一個(gè)大型的加法運(yùn)算電路C.利用軟件算法進(jìn)行計(jì)算，不使用硬件電路D.以上方法的效果相同，可以隨意選擇3、在一個(gè)由多個(gè)邏輯門組成的數(shù)字電路中，已知每個(gè)邏輯門的延遲時(shí)間相同，若整個(gè)電路的總延遲時(shí)間為20ns，其中包含5個(gè)邏輯門，那么每個(gè)邏輯門的延遲時(shí)間大約是多少？（）A.2nsB.4nsC.5nsD.10ns4、在數(shù)字系統(tǒng)中，存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和程序。以下關(guān)于存儲(chǔ)器的分類和特點(diǎn)，不正確的是（）A.隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM）在斷電后數(shù)據(jù)會(huì)丟失B.只讀存儲(chǔ)器（ROM）在工作時(shí)只能讀取數(shù)據(jù)，不能寫入C.閃存（Flash）是一種非易失性存儲(chǔ)器，讀寫速度快D.動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器（DRAM）需要定期刷新來保持?jǐn)?shù)據(jù)5、在數(shù)字系統(tǒng)中，三態(tài)門常用于實(shí)現(xiàn)總線的連接。以下關(guān)于三態(tài)門的描述中，不正確的是（）A.三態(tài)門有高電平、低電平和高阻態(tài)三種輸出狀態(tài)B.三態(tài)門可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)設(shè)備共享數(shù)據(jù)總線C.當(dāng)三態(tài)門處于高阻態(tài)時(shí)，相當(dāng)于與總線斷開D.三態(tài)門的控制信號(hào)決定了其輸出狀態(tài)6、在數(shù)字邏輯中，已知一個(gè)JK觸發(fā)器的J=1，K=0，在時(shí)鐘脈沖的上升沿到來時(shí)，觸發(fā)器的輸出狀態(tài)會(huì)如何變化？（）A.置1B.置0C.保持不變D.翻轉(zhuǎn)7、在數(shù)字邏輯中，要用FPGA（現(xiàn)場可編程門陣列）實(shí)現(xiàn)一個(gè)復(fù)雜的邏輯功能，首先需要進(jìn)行什么操作？（）A.編寫代碼B.設(shè)計(jì)電路原理圖C.配置引腳D.以上都不是8、在數(shù)字邏輯的應(yīng)用中，數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)通常遵循一定的步驟。以下關(guān)于數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟的描述，錯(cuò)誤的是（）A.首先進(jìn)行需求分析，確定系統(tǒng)的功能和性能指標(biāo)B.然后進(jìn)行邏輯設(shè)計(jì)，確定系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)和電路實(shí)現(xiàn)C.接著進(jìn)行電路實(shí)現(xiàn)和硬件調(diào)試，最后進(jìn)行系統(tǒng)測試和優(yōu)化D.在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，不需要考慮成本和可靠性等因素9、對于一個(gè)由D觸發(fā)器構(gòu)成的計(jì)數(shù)器，若要實(shí)現(xiàn)模5計(jì)數(shù)，至少需要幾個(gè)D觸發(fā)器？（）A.2B.3C.4D.510、在數(shù)字邏輯中，有限狀態(tài)機(jī)（FSM）是一種重要的模型。以下關(guān)于有限狀態(tài)機(jī)的描述，準(zhǔn)確的是（）A.有限狀態(tài)機(jī)可以分為摩爾型和米利型兩種類型，它們的輸出與輸入的關(guān)系不同B.有限狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換是隨機(jī)的，不受輸入和當(dāng)前狀態(tài)的影響C.有限狀態(tài)機(jī)只能用于簡單的數(shù)字電路設(shè)計(jì)，不能用于復(fù)雜的系統(tǒng)D.設(shè)計(jì)有限狀態(tài)機(jī)時(shí)，不需要考慮狀態(tài)的編碼方式11、已知一個(gè)8選1數(shù)據(jù)選擇器，地址輸入端有3位，當(dāng)輸入地址為101時(shí)，輸出的數(shù)據(jù)是哪個(gè)輸入通道的數(shù)據(jù)？（）A.第1個(gè)B.第3個(gè)C.第5個(gè)D.第7個(gè)12、用卡諾圖化簡邏輯函數(shù)F(A,B,C,D)=∑m(0,2,8,10,12,14)，最簡與或表達(dá)式為？（）A.B+DB.A+CC.A'+C'D.B'+D'13、計(jì)數(shù)器是一種常見的時(shí)序邏輯電路，用于對脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。有同步計(jì)數(shù)器和異步計(jì)數(shù)器之分。同步計(jì)數(shù)器的所有觸發(fā)器共用同一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)，而異步計(jì)數(shù)器的觸發(fā)器則不是。對于一個(gè)4位異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，從初始狀態(tài)0000開始計(jì)數(shù)，經(jīng)過8個(gè)時(shí)鐘脈沖后，計(jì)數(shù)器的狀態(tài)為：（）A.1000B.0111C.1001D.110014、想象一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)，需要對兩個(gè)4位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行加法運(yùn)算，并輸出結(jié)果。在設(shè)計(jì)這個(gè)加法器時(shí)，需要考慮速度、成本和復(fù)雜性等因素。以下哪種加法器結(jié)構(gòu)可能是最合適的？（）A.半加器級(jí)聯(lián)組成的加法器，結(jié)構(gòu)簡單但速度較慢B.全加器級(jí)聯(lián)組成的加法器，速度較快但使用的邏輯門較多C.并行加法器，能夠同時(shí)處理所有位的相加，速度快但成本高D.利用移位和加法操作實(shí)現(xiàn)的加法器，算法復(fù)雜但節(jié)省硬件資源15、在數(shù)字邏輯電路的故障診斷中，假設(shè)一個(gè)電路的輸出與預(yù)期不符。以下哪種方法可能是首先應(yīng)該采取的排查故障的步驟（）A.更換所有的元器件B.檢查輸入信號(hào)是否正確C.重新設(shè)計(jì)整個(gè)電路D.隨意修改電路連接16、在數(shù)字邏輯電路的故障診斷中，有多種方法可以使用。以下關(guān)于故障診斷方法的描述，錯(cuò)誤的是（）A.可以通過觀察電路的輸出信號(hào)、測量關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的電壓等方法進(jìn)行初步診斷B.邏輯分析儀是一種常用的故障診斷工具，可以捕獲和分析數(shù)字信號(hào)C.故障診斷時(shí)，可以采用替換法逐個(gè)替換可疑的元器件來確定故障位置D.一旦確定了故障位置，就可以直接修復(fù)，不需要對整個(gè)電路進(jìn)行重新測試和驗(yàn)證17、對于一個(gè)5位的格雷碼計(jì)數(shù)器，從00000開始計(jì)數(shù)，經(jīng)過10個(gè)時(shí)鐘脈沖后，計(jì)數(shù)器的狀態(tài)為：（）A.10101B.11001C.10110D.1101018、若要將一個(gè)8位的二進(jìn)制數(shù)擴(kuò)展為16位，同時(shí)保持?jǐn)?shù)值不變，應(yīng)該進(jìn)行什么操作？（）A.在高位補(bǔ)0B.在高位補(bǔ)1C.在低位補(bǔ)0D.在低位補(bǔ)119、在數(shù)字邏輯的教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)對于理解概念至關(guān)重要。以下關(guān)于數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)的描述，錯(cuò)誤的是（）A.可以通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證理論知識(shí)，加深對數(shù)字邏輯的理解B.實(shí)驗(yàn)中常用的儀器包括邏輯分析儀和示波器C.數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)只需要在軟件環(huán)境中進(jìn)行模擬，不需要實(shí)際搭建電路D.實(shí)驗(yàn)中的錯(cuò)誤和問題有助于培養(yǎng)解決實(shí)際問題的能力20、在數(shù)字系統(tǒng)中，需要將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行處理。如果要將十進(jìn)制數(shù)25轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制，以下哪種方法是正確的？（）A.11001B.10100C.11010D.10011二、簡答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）詳細(xì)闡述如何用硬件描述語言描述一個(gè)同步FIFO的實(shí)現(xiàn)過程。2、（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)序收斂問題，以及解決時(shí)序不收斂的方法和策略。3、（本題5分）在數(shù)字電路中，解釋如何分析數(shù)字邏輯電路的功耗分布和熱點(diǎn)，以及如何采取措施降低局部高溫。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）利用計(jì)數(shù)器和數(shù)據(jù)選擇器設(shè)計(jì)一個(gè)能產(chǎn)生交替變化數(shù)字序列的電路，畫出邏輯圖和控制方式。2、（本題5分）利用數(shù)據(jù)選擇器和計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)一個(gè)能產(chǎn)生0-9循環(huán)變化的數(shù)字信號(hào)的電路，畫出邏輯圖和時(shí)序圖。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，能夠?qū)⑤斎氲?位格雷碼轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的二進(jìn)制碼，給出邏輯表達(dá)式和電路連接圖。4、（本題5分）用邏輯門設(shè)計(jì)一個(gè)能實(shí)現(xiàn)兩個(gè)5位二進(jìn)制數(shù)比較并輸出大小關(guān)系的電路，畫出邏輯圖和真值表。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)選擇器，根據(jù)16個(gè)控制信號(hào)從65536個(gè)輸入數(shù)據(jù)中選擇一個(gè)輸出。四、分析題（本大題共2個(gè)小題，共20分)1、（本題10分）給定一個(gè)8位的