安徽工業(yè)經(jīng)濟職業(yè)技術(shù)學(xué)院《邏輯學(xué)基礎(chǔ)》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁安徽工業(yè)經(jīng)濟職業(yè)技術(shù)學(xué)院《邏輯學(xué)基礎(chǔ)》

2023-2024學(xué)年第二學(xué)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、在數(shù)字邏輯的加法器設(shè)計中，超前進(jìn)位加法器相比串行進(jìn)位加法器具有更快的速度。假設(shè)要對兩個8位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行快速加法運算，以下關(guān)于超前進(jìn)位加法器的優(yōu)勢和工作原理，哪個描述是正確的（）A.減少了進(jìn)位傳播的時間B.增加了電路的復(fù)雜度C.不需要考慮進(jìn)位輸入D.以上描述都不準(zhǔn)確2、若一個PLA有16個輸入變量，8個輸出函數(shù)，那么其內(nèi)部與陣列和或陣列的規(guī)模大約為：（）A.16×8B.2^16×8C.16×2^8D.2^16×2^83、在數(shù)字系統(tǒng)中，能夠?qū)⑤斎氲亩M(jìn)制代碼轉(zhuǎn)換為特定輸出信號的電路稱為？（）A.編碼器B.譯碼器C.數(shù)據(jù)選擇器D.數(shù)值比較器4、在數(shù)字邏輯電路中，觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換取決于輸入信號和時鐘脈沖。JK觸發(fā)器是一種功能較為強大的觸發(fā)器。對于一個JK觸發(fā)器，當(dāng)J=1，K=0，在時鐘脈沖的作用下，其輸出狀態(tài)將：（）A.置0B.置1C.保持不變D.翻轉(zhuǎn)5、數(shù)字邏輯中的編碼器可以分為多種類型，如二進(jìn)制編碼器、十進(jìn)制編碼器等。一個十進(jìn)制-二進(jìn)制編碼器，當(dāng)輸入為十進(jìn)制數(shù)7時，輸出的二進(jìn)制編碼是什么？（）A.0111B.1110C.不確定D.根據(jù)編碼器的類型判斷6、對于一個由多個邏輯門組成的電路，已知輸入信號A、B、C的變化順序為000->001->010->011，輸出信號的變化順序為1->0->1->0，該電路實現(xiàn)的是什么邏輯功能？（）A.與B.或C.非D.異或7、對于一個由或門和與門構(gòu)成的組合邏輯電路，已知輸入A=1，B=0，C=1，輸出結(jié)果為高電平的條件是什么？（）A.A或BB.A且CC.B或CD.A或C8、若一個數(shù)字電路的輸入信號為連續(xù)變化的模擬信號，需要經(jīng)過什么處理才能被數(shù)字電路識別？（）A.濾波B.放大C.量化D.編碼9、在數(shù)字邏輯電路的設(shè)計中，卡諾圖是一種非常有用的工具。以下關(guān)于卡諾圖用途的描述中，不正確的是（）A.用于化簡邏輯函數(shù)B.直觀地表示邏輯函數(shù)的所有最小項C.可以幫助判斷邏輯函數(shù)是否最簡D.卡諾圖只能用于二變量和三變量的邏輯函數(shù)化簡10、在數(shù)字邏輯中，PLA（可編程邏輯陣列）是一種可編程的邏輯器件。假設(shè)一個PLA實現(xiàn)了一個邏輯函數(shù)，當(dāng)輸入發(fā)生變化時，以下哪個過程決定了輸出的變化？（）A.編程的連接方式B.輸入信號的強度C.輸出的負(fù)載情況D.以上都不是11、已知一個數(shù)字系統(tǒng)的時鐘頻率為100MHz，則其時鐘周期為：（）A.10nsB.100nsC.1μsD.10μs12、在數(shù)字邏輯中，可編程邏輯器件（PLD）如CPLD和FPGA為數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計提供了很大的靈活性。CPLD采用的是基于乘積項的結(jié)構(gòu)，而FPGA采用的是基于查找表的結(jié)構(gòu)。以下關(guān)于CPLD和FPGA的比較，正確的是：（）A.CPLD的集成度高于FPGAB.FPGA的編程靈活性高于CPLDC.CPLD的速度比FPGA快D.FPGA的功耗比CPLD低13、在數(shù)字邏輯的發(fā)展過程中，不斷有新的技術(shù)和方法出現(xiàn)。以下關(guān)于數(shù)字邏輯發(fā)展趨勢的描述，錯誤的是（）A.集成度越來越高，芯片的功能越來越強大B.工作速度不斷提高，能夠處理更高速的信號C.功耗越來越低，符合節(jié)能環(huán)保的要求D.發(fā)展逐漸停滯，已經(jīng)沒有太多的創(chuàng)新空間14、對于一個同步時序邏輯電路，若狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖中有8個狀態(tài)，至少需要幾個觸發(fā)器來表示這些狀態(tài)？（）A.2B.3C.4D.515、假設(shè)在一個自動化控制系統(tǒng)中，需要根據(jù)多個傳感器的輸入實時計算控制量并輸出。由于系統(tǒng)對響應(yīng)時間要求極高，需要采用并行處理和流水線技術(shù)來提高計算速度。以下哪種數(shù)字邏輯實現(xiàn)方式能夠滿足這種高速實時計算的需求？（）A.專用集成電路（ASIC）B.復(fù)雜可編程邏輯器件（CPLD）C.現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）D.微控制器（MCU）16、在數(shù)字邏輯電路中，編碼器和譯碼器常常一起使用。一個8線-3線編碼器和一個3線-8線譯碼器連接在一起，當(dāng)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(yīng)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(yīng)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(guān)17、已知一個數(shù)字系統(tǒng)的輸入為8位二進(jìn)制數(shù)，若要對其進(jìn)行奇偶校驗并產(chǎn)生校驗位，以下哪種方式能夠在硬件實現(xiàn)上更節(jié)省資源？（）A.使用組合邏輯電路B.使用時序邏輯電路C.使用計數(shù)器D.使用移位寄存器18、在數(shù)字邏輯電路中，競爭冒險可能會在多個輸入信號同時變化時產(chǎn)生。為了判斷一個邏輯電路是否存在競爭冒險，可以通過觀察邏輯表達(dá)式或者繪制波形圖來進(jìn)行。以下關(guān)于競爭冒險判斷的描述，錯誤的是：（）A.只要邏輯表達(dá)式中存在變量的互補形式，就一定存在競爭冒險B.波形圖中出現(xiàn)尖峰脈沖，說明存在競爭冒險C.增加冗余項可以消除競爭冒險D.競爭冒險不會影響電路的邏輯功能19、假設(shè)正在分析一個組合邏輯電路的功能，已知其輸入為A、B、C，輸出為Y。通過真值表得到了輸入和輸出的對應(yīng)關(guān)系。以下哪種方法可以最直觀地描述該電路的邏輯功能？（）A.邏輯表達(dá)式，用與、或、非等運算表示B.邏輯電路圖，展示門電路的連接C.波形圖，顯示輸入輸出隨時間的變化D.文字描述，詳細(xì)說明輸入輸出的關(guān)系20、JK觸發(fā)器是一種功能較為完善的觸發(fā)器。以下關(guān)于JK觸發(fā)器的特性，錯誤的是（）A.當(dāng)J=K=0時，觸發(fā)器保持原狀態(tài)B.當(dāng)J=K=1時，觸發(fā)器實現(xiàn)翻轉(zhuǎn)功能C.JK觸發(fā)器的觸發(fā)方式可以是上升沿觸發(fā)，也可以是下降沿觸發(fā)D.JK觸發(fā)器在時鐘脈沖作用下，輸出狀態(tài)一定會改變二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）詳細(xì)說明在譯碼器的譯碼錯誤檢測與糾正機制中，常見的方法和實現(xiàn)原理。2、（本題5分）詳細(xì)說明在計數(shù)器的異步清零和同步清零的實現(xiàn)方式和區(qū)別，以及在實際設(shè)計中的選擇依據(jù)。3、（本題5分）闡述數(shù)字邏輯中復(fù)雜可編程邏輯器件（CPLD）和現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）的結(jié)構(gòu)和特點，比較它們在應(yīng)用中的適用范圍。4、（本題5分）詳細(xì)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)的優(yōu)先級設(shè)置。5、（本題5分）說明在數(shù)字邏輯中競爭和冒險現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，以及如何避免或消除這種現(xiàn)象。三、設(shè)計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）利用邏輯門設(shè)計一個同或非門的變形電路，具有特定的邏輯功能。2、（本題5分）設(shè)計一個數(shù)字電路，能夠?qū)⑤斎氲?1位二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為BCD碼的擴展形式，輸出為16位二進(jìn)制數(shù)，給出邏輯表達(dá)式和電路連接。3、（本題5分）用JK觸發(fā)器設(shè)計一個能實現(xiàn)狀態(tài)跳轉(zhuǎn)且具有復(fù)位功能的電路，畫出狀態(tài)圖和邏輯圖。4、（本題5分）設(shè)計一個數(shù)據(jù)選擇器，根據(jù)15個控制信號從32768個輸入數(shù)據(jù)中選擇一個輸出。5、（本題5分）設(shè)計一個能產(chǎn)生000-111循環(huán)序列的計數(shù)器電路，采用JK觸發(fā)器實現(xiàn)，畫出邏輯圖和狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。四、分析題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）使用乘法器和加法器構(gòu)建一個數(shù)字電路，能夠?qū)崿F(xiàn)對矩陣的乘法運算。分析矩陣乘法的算法和硬件實現(xiàn)，考慮矩陣元素的存儲和運算過程中的并行性，以及如何優(yōu)化電路以提高矩陣乘法的效率。2、（本題10分）設(shè)計一個數(shù)字