吉林醫(yī)藥學院《數(shù)值計算與語言》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頁吉林醫(yī)藥學院《數(shù)值計算與語言》

2023-2024學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個小題，每小題1分，共20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、考慮一個數(shù)字系統(tǒng)，需要對輸入的串行數(shù)據(jù)進行并行轉換。如果輸入數(shù)據(jù)的速率較高，為了能夠準確地完成轉換，以下哪種方法是最合適的？（）A.使用移位寄存器，逐步移位并存儲數(shù)據(jù)B.使用計數(shù)器結合邏輯門來實現(xiàn)轉換C.先將串行數(shù)據(jù)緩存，然后一次性進行轉換D.以上方法都無法滿足高速轉換的要求2、假設要設計一個數(shù)字電路，用于檢測一個8位二進制數(shù)中1的個數(shù)是否大于4。以下哪種邏輯設計思路是最直接有效的？（）A.依次檢查每一位，統(tǒng)計1的個數(shù)并與4比較B.將8位數(shù)據(jù)分成兩組，分別統(tǒng)計1的個數(shù)，然后比較總和與4的大小C.使用特定的編碼方式轉換數(shù)據(jù)，然后進行判斷D.以上方法都過于復雜，無法實現(xiàn)該功能3、若一個ROM存儲的信息為“1010011111000011”，其地址為4位，數(shù)據(jù)線為8位，則其存儲容量為：（）A.16×8位B.8×16位C.4×8位D.8×4位4、在數(shù)字電路中，若要存儲8位的數(shù)據(jù)，以下哪種存儲器件是合適的選擇？（）A.SRAMB.DRAMC.ROMD.以上都是5、數(shù)字電路中的觸發(fā)器有多種類型，如D觸發(fā)器、JK觸發(fā)器和T觸發(fā)器等。以下關于這些觸發(fā)器的功能描述，不正確的是（）A.D觸發(fā)器在時鐘上升沿時，將輸入數(shù)據(jù)存儲到輸出端B.JK觸發(fā)器具有置0、置1、保持和翻轉四種功能C.T觸發(fā)器在時鐘脈沖作用下，輸出狀態(tài)總是翻轉D.這些觸發(fā)器可以通過外部連接和控制信號相互轉換6、在數(shù)字電路中，加法器的進位鏈可以采用不同的結構。假設一個16位加法器，采用先行進位結構，與串行進位結構相比，以下哪個方面會有顯著的改善？（）A.電路的復雜度B.計算速度C.功耗D.占用的芯片面積7、假設正在研究數(shù)字電路中的競爭冒險現(xiàn)象，即在電路的輸入信號變化瞬間，由于門電路的傳輸延遲可能導致輸出出現(xiàn)不應有的尖峰脈沖。以下哪種方法可以有效地消除競爭冒險？（）A.接入濾波電容，吸收尖峰脈沖B.修改邏輯設計，避免同時變化的輸入C.增加冗余項，改變邏輯函數(shù)D.以上方法都可以用于消除競爭冒險8、在一個數(shù)字電路中，出現(xiàn)了競爭冒險現(xiàn)象，導致輸出出現(xiàn)了不應有的尖峰脈沖。以下哪種方法可能是最有效地消除競爭冒險？（）A.增加冗余項，修改邏輯表達式B.接入濾波電容，消除尖峰脈沖C.選擇速度更快的邏輯門D.以上方法結合使用9、譯碼器是編碼器的逆過程，它將編碼輸入轉換為特定的輸出信號。對于譯碼器，以下敘述錯誤的是（）A.譯碼器可以將二進制編碼轉換為對應的十進制數(shù)B.譯碼器的輸出通常是低電平有效，即輸出為低電平時表示有效C.譯碼器可以用于驅動數(shù)碼管顯示數(shù)字D.譯碼器的輸入位數(shù)決定了其輸出信號的數(shù)量10、在數(shù)字系統(tǒng)中，有限狀態(tài)機（FSM）是一種重要的設計方法。假設我們正在設計一個基于FSM的系統(tǒng)。以下關于有限狀態(tài)機的描述，哪一項是不準確的？（）A.有限狀態(tài)機由狀態(tài)、輸入、輸出和狀態(tài)轉移函數(shù)組成B.摩爾型有限狀態(tài)機的輸出只取決于當前狀態(tài)，米利型有限狀態(tài)機的輸出取決于當前狀態(tài)和輸入C.可以使用狀態(tài)圖和狀態(tài)表來描述有限狀態(tài)機的行為D.有限狀態(tài)機的狀態(tài)數(shù)量是固定的，不能根據(jù)實際需求動態(tài)增加或減少11、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12、在數(shù)字系統(tǒng)中，一個能夠存儲8位二進制信息的寄存器，至少需要：（）A.8個觸發(fā)器B.4個觸發(fā)器C.16個觸發(fā)器D.2個觸發(fā)器13、在數(shù)字邏輯的邏輯函數(shù)化簡中，假設給定一個復雜的邏輯函數(shù)，需要使用卡諾圖進行化簡。以下哪種情況可能會導致卡諾圖化簡的難度增加？（）A.變量數(shù)量較多B.無關項較多C.邏輯函數(shù)的表達式復雜D.以上情況都可能14、考慮一個由D觸發(fā)器構成的移位寄存器，若要實現(xiàn)串行輸入并行輸出，至少需要幾個D觸發(fā)器？（）A.2個B.4個C.8個D.16個15、在數(shù)字邏輯設計中，若要實現(xiàn)邏輯函數(shù)F=AB+AC，最簡的與非-與非表達式為：（）A.((AB)'(AC)')'B.((A+B)'(A+C)')'C.((A'B')(A'C'))'D.((A+B)(A+C))'16、考慮到一個數(shù)字系統(tǒng)的時鐘信號生成，時鐘的穩(wěn)定性和準確性對于整個系統(tǒng)的正常運行至關重要。假設需要設計一個能夠產(chǎn)生穩(wěn)定、高精度時鐘信號的電路，同時要考慮到功耗和成本的限制。以下哪種時鐘生成技術在滿足這些要求方面表現(xiàn)最為出色？（）A.晶體振蕩器B.環(huán)形振蕩器C.電感電容振蕩器D.壓控振蕩器17、在數(shù)字邏輯中，已知一個邏輯函數(shù)的真值表，若要用卡諾圖進行化簡，首先需要確定什么？（）A.變量個數(shù)B.最小項C.最大項D.無關項18、在數(shù)字邏輯電路中，編碼器和譯碼器可以實現(xiàn)數(shù)字信號的編碼和解碼。一個4線-2線編碼器和一個2線-4線譯碼器連接在一起，當編碼器輸入為特定值時，譯碼器的輸出會是什么？（）A.譯碼器的輸出會根據(jù)編碼器的輸入產(chǎn)生相應的高電平輸出B.譯碼器的輸出會根據(jù)編碼器的輸入產(chǎn)生相應的低電平輸出C.不確定D.譯碼器的輸出與編碼器的輸入無關19、考慮數(shù)字邏輯中的編碼器，假設需要將8個輸入信號編碼為3位二進制輸出。以下關于編碼器的特點和工作原理，哪個描述是正確的（）A.編碼器在任何時刻只能有一個輸入有效B.編碼器的輸出總是固定的，與輸入無關C.編碼器可以同時有多個輸入有效，輸出為這些輸入的平均值D.編碼器的輸入和輸出之間沒有明確的邏輯關系20、當研究數(shù)字電路中的冒險現(xiàn)象時，假設一個電路在特定輸入組合下產(chǎn)生了毛刺。以下哪種技術可以有效地消除這些毛刺？（）A.增加冗余項B.使用濾波電容C.改變電路結構D.以上技術均可二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）深入分析在時序邏輯電路的狀態(tài)化簡中，如何合并等價狀態(tài)以簡化狀態(tài)轉換圖和邏輯電路。2、（本題5分）詳細闡述在加法器的優(yōu)化設計中，如超前進位加法器，其工作原理和性能優(yōu)勢是什么。3、（本題5分）詳細說明數(shù)字邏輯中數(shù)據(jù)選擇器的擴展和復用方法，舉例說明如何用較少的數(shù)據(jù)選擇器實現(xiàn)復雜的邏輯功能。4、（本題5分）說明在數(shù)字電路中如何優(yōu)化邏輯表達式，減少邏輯門的數(shù)量。5、（本題5分）在數(shù)字系統(tǒng)中，說明如何利用數(shù)字邏輯實現(xiàn)數(shù)字鎖相環(huán)（DPLL），分析其工作原理和應用場景。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）利用譯碼器和比較器設計一個能根據(jù)輸入數(shù)字控制不同設備工作的電路，畫出邏輯圖和控制邏輯。2、（本題5分）設計一個編碼器，將262144個輸入信號編碼為18位二進制輸出信號。3、（本題5分）設計一個譯碼器，將18位二進制輸入信號譯碼為262144個輸出信號。4、（本題5分）利用比較器和計數(shù)器設計一個能統(tǒng)計輸入數(shù)字大于給定值的次數(shù)的電路，畫出邏輯圖和工作原理。5、（本題5分）設計一個數(shù)字電路，能夠判斷輸入的9位二進制數(shù)中是否存在連續(xù)的4個0，輸出結果為1表示存在，0表示不存在，畫出邏輯電路圖。四、分析題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）設計一個簡單的數(shù)字信號處理電路，例如數(shù)字濾波器。詳細分析濾波器的類型（如低通、高通、帶通等）、參數(shù)選擇和邏輯實現(xiàn)，解釋如何通過數(shù)字邏輯對輸入信號進行濾波處理，以及濾波器性能的評估