廣西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院《數(shù)字角色設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺(jué)遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密自覺(jué)遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密封線第1頁(yè)，共3頁(yè)廣西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院《數(shù)字角色設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)》

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)字電路的組合邏輯優(yōu)化中，假設(shè)一個(gè)電路的邏輯表達(dá)式較為復(fù)雜。以下哪種工具或方法能夠最有效地幫助進(jìn)行優(yōu)化？（）A.手工推導(dǎo)B.邏輯綜合軟件C.硬件描述語(yǔ)言D.以上方法結(jié)合使用2、在數(shù)字邏輯中，數(shù)制的轉(zhuǎn)換是一項(xiàng)基本的操作。將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)時(shí)，以下方法錯(cuò)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(jìn)制數(shù)除以2，直到商為0C.可以先將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制，再將八進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制D.直接按照二進(jìn)制的位權(quán)展開計(jì)算3、在數(shù)字邏輯中，代碼轉(zhuǎn)換是常見的操作。以下關(guān)于二進(jìn)制編碼與格雷碼轉(zhuǎn)換的描述中，錯(cuò)誤的是（）A.格雷碼是一種無(wú)權(quán)碼B.二進(jìn)制碼轉(zhuǎn)換為格雷碼時(shí)，相鄰位的變化只有一位C.格雷碼轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制碼時(shí)，可以通過(guò)直接按位轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)D.格雷碼常用于減少數(shù)字電路中的錯(cuò)誤4、在數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)中，若要實(shí)現(xiàn)一個(gè)能檢測(cè)輸入的4位二進(jìn)制數(shù)中是否有奇數(shù)個(gè)1的電路，最少需要使用幾個(gè)異或門？（）A.1B.2C.3D.45、在數(shù)字電路的分析和設(shè)計(jì)中，建立真值表是重要的步驟之一。以下關(guān)于真值表作用的描述中，錯(cuò)誤的是（）A.可以直觀地反映輸入和輸出之間的邏輯關(guān)系B.有助于化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)C.是設(shè)計(jì)數(shù)字電路的唯一依據(jù)D.可以驗(yàn)證邏輯電路的功能是否正確6、考慮一個(gè)數(shù)字電路中的鎖存器，它能夠在特定條件下存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。以下哪種情況下鎖存器可能會(huì)丟失存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)？（）A.電源故障B.控制信號(hào)異常C.長(zhǎng)時(shí)間未刷新D.以上情況都可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失7、對(duì)于一個(gè)由JK觸發(fā)器構(gòu)成的計(jì)數(shù)器，若要實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)范圍為0-7的循環(huán)計(jì)數(shù)，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)8、數(shù)字邏輯中的觸發(fā)器是時(shí)序邏輯電路的基本組成部分。一個(gè)D觸發(fā)器，在時(shí)鐘上升沿到來(lái)時(shí)，將輸入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到輸出端。如果當(dāng)前輸入為高電平，時(shí)鐘上升沿到來(lái)后，輸出是什么電平？（）A.高電平B.低電平C.不確定D.根據(jù)其他因素判斷9、考慮一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)，需要存儲(chǔ)一組8位的數(shù)據(jù)。如果要實(shí)現(xiàn)這個(gè)存儲(chǔ)功能，并且能夠隨時(shí)讀取和寫入數(shù)據(jù)，以下哪種存儲(chǔ)器件是最合適的選擇？（）A.觸發(fā)器，能夠存儲(chǔ)一位數(shù)據(jù)B.寄存器，由多個(gè)觸發(fā)器組成，可以存儲(chǔ)多位數(shù)據(jù)C.計(jì)數(shù)器，用于計(jì)數(shù)操作，也能存儲(chǔ)數(shù)據(jù)D.移位寄存器，主要用于數(shù)據(jù)的移位操作10、在數(shù)字邏輯中，計(jì)數(shù)器是常見的時(shí)序邏輯電路。如果要設(shè)計(jì)一個(gè)模10的計(jì)數(shù)器，也就是從0計(jì)數(shù)到9后重新回到0，以下哪種方法是可行的？（）A.使用4個(gè)觸發(fā)器，通過(guò)反饋邏輯實(shí)現(xiàn)B.使用5個(gè)觸發(fā)器，按照特定順序連接C.使用10個(gè)觸發(fā)器，每個(gè)對(duì)應(yīng)一個(gè)計(jì)數(shù)狀態(tài)D.無(wú)法用常見的數(shù)字邏輯器件實(shí)現(xiàn)模10計(jì)數(shù)器11、對(duì)于一個(gè)采用正邏輯的數(shù)字系統(tǒng)，高電平表示邏輯1，低電平表示邏輯0。當(dāng)輸入信號(hào)為0110時(shí)，經(jīng)過(guò)一個(gè)非門后的輸出信號(hào)是？（）A.1001B.1100C.0011D.101012、想象一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)，需要對(duì)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(jiǎn)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13、對(duì)于一個(gè)4位的并行加法器，若兩個(gè)加數(shù)分別為1010和0101，那么相加的結(jié)果是多少？（）A.1111B.1001C.0111D.111014、數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要遵循一定的步驟和方法。假設(shè)我們正在設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)字系統(tǒng)。以下關(guān)于數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.首先需要明確系統(tǒng)的功能和性能要求，制定詳細(xì)的設(shè)計(jì)方案B.然后進(jìn)行模塊劃分和邏輯設(shè)計(jì)，使用硬件描述語(yǔ)言（HDL）進(jìn)行描述C.設(shè)計(jì)完成后需要進(jìn)行仿真驗(yàn)證，確保系統(tǒng)的功能正確無(wú)誤D.數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不需要考慮成本和可維護(hù)性，只要功能實(shí)現(xiàn)即可15、或門是另一種常見的邏輯門，其邏輯功能為只要有一個(gè)輸入為高電平，輸出就為高電平。關(guān)于或門的特點(diǎn)，以下說(shuō)法不正確的是（）A.或門的邏輯表達(dá)式為Y=A+BB.或門可以用于實(shí)現(xiàn)多個(gè)條件中只要滿足一個(gè)就執(zhí)行的邏輯C.或門的輸出電平與輸入電平的變化是同步的，沒(méi)有延遲D.或門在組合邏輯電路中起著重要的作用，常用于數(shù)據(jù)選擇和控制信號(hào)生成二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）詳細(xì)闡述在移位寄存器的應(yīng)用擴(kuò)展中，如在數(shù)據(jù)緩存和流水線中的使用。2、（本題5分）詳細(xì)說(shuō)明數(shù)字邏輯中移位寄存器的并行加載和串行加載的特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)景，舉例說(shuō)明其數(shù)據(jù)輸入方式的選擇。3、（本題5分）闡述數(shù)字邏輯中移位寄存器的存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)保持特性，舉例說(shuō)明在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中的應(yīng)用。4、（本題5分）闡述數(shù)字邏輯中只讀存儲(chǔ)器（ROM）和隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）的刷新機(jī)制和存儲(chǔ)單元的可靠性，分析其對(duì)系統(tǒng)性能的影響。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)崿F(xiàn)對(duì)輸入的多位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行排序，例如冒泡排序或快速排序算法的硬件實(shí)現(xiàn)。分析排序算法在數(shù)字電路中的實(shí)現(xiàn)方式，以及如何優(yōu)化排序過(guò)程的速度和資源利用。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，能夠?qū)⑤斎氲腂CD碼轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制碼。仔細(xì)研究BCD碼和二進(jìn)制碼的轉(zhuǎn)換規(guī)則，說(shuō)明電路中如何進(jìn)行位運(yùn)算和數(shù)值轉(zhuǎn)換?？紤]如何處理非法的BCD碼輸入和提高轉(zhuǎn)換的準(zhǔn)確性。3、（本題5分）給定一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)的時(shí)序約束文件，分析其中的建立時(shí)間、保持時(shí)間和時(shí)鐘周期等約束條件。探討如何根據(jù)時(shí)序約束優(yōu)化電路設(shè)計(jì)，確保電路在給定的時(shí)序要求下正常工作，避免時(shí)序違規(guī)。4、（本題5分）給定一個(gè)數(shù)字通信系統(tǒng)中的碼型變換模塊，如NRZI碼到NRZ碼的變換。分析碼型變換的規(guī)則和邏輯，設(shè)計(jì)相應(yīng)的數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)變換功能。探討如何保證碼型變換的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字邏輯電路，將一個(gè)8位的二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行反碼轉(zhuǎn)換。詳細(xì)闡述反碼的定義和轉(zhuǎn)換邏輯，通過(guò)真值表和邏輯表達(dá)式進(jìn)行分析，并畫出邏輯電路圖。分析反碼在數(shù)字運(yùn)算和糾錯(cuò)編碼中的應(yīng)用。四、設(shè)計(jì)題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題10分）設(shè)計(jì)一個(gè)能檢測(cè)輸入的二十八位二進(jìn)制數(shù)中是否存在連續(xù)十五個(gè)1的電路，用邏輯門實(shí)現(xiàn)，畫出邏輯圖。2、（本