中國(guó)美術(shù)學(xué)院《邏輯與幽默》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

站名：站名：年級(jí)專業(yè)：姓名：學(xué)號(hào)：凡年級(jí)專業(yè)、姓名、學(xué)號(hào)錯(cuò)寫、漏寫或字跡不清者，成績(jī)按零分記?！堋狻€…………第1頁(yè)，共1頁(yè)中國(guó)美術(shù)學(xué)院

《邏輯與幽默》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共25個(gè)小題，每小題1分，共25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、考慮一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)中的編碼器，它需要將8個(gè)輸入信號(hào)編碼為3位的二進(jìn)制代碼輸出。以下哪種編碼器能夠滿足這個(gè)要求，并且具有較高的編碼效率？（）A.普通編碼器，任何時(shí)刻只允許一個(gè)輸入有效B.優(yōu)先編碼器，允許同時(shí)多個(gè)輸入，但優(yōu)先編碼優(yōu)先級(jí)高的C.二進(jìn)制編碼器，直接將輸入轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制D.十進(jìn)制編碼器，將十進(jìn)制輸入編碼為二進(jìn)制2、在數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)中，若要實(shí)現(xiàn)一個(gè)能判斷輸入的3位二進(jìn)制數(shù)是否大于4的電路，最少需要幾個(gè)邏輯門？（）A.2B.3C.4D.53、在數(shù)字電路中，觸發(fā)器的類型多種多樣。以下關(guān)于觸發(fā)器的描述，不正確的是（）A.D觸發(fā)器在時(shí)鐘脈沖的上升沿將輸入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到輸出端B.JK觸發(fā)器具有置0、置1、保持和翻轉(zhuǎn)的功能C.T觸發(fā)器在時(shí)鐘脈沖作用下，輸出狀態(tài)總是翻轉(zhuǎn)D.不同類型的觸發(fā)器可以相互轉(zhuǎn)換4、在數(shù)字系統(tǒng)中，需要將并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸。以下哪種電路可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能？（）A.并行-串行轉(zhuǎn)換器，逐位輸出數(shù)據(jù)B.串行-并行轉(zhuǎn)換器，與需求相反C.計(jì)數(shù)器，通過(guò)計(jì)數(shù)控制數(shù)據(jù)輸出D.編碼器，對(duì)輸入進(jìn)行編碼5、在數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，需要對(duì)電路的性能進(jìn)行評(píng)估和優(yōu)化。性能指標(biāo)包括延遲、功耗、面積等。為了降低延遲，可以采用流水線技術(shù)。以下關(guān)于流水線技術(shù)的描述，錯(cuò)誤的是：（）A.可以提高系統(tǒng)的吞吐量B.會(huì)增加系統(tǒng)的硬件復(fù)雜度C.每個(gè)階段的處理時(shí)間必須相同D.可以減少每個(gè)指令的執(zhí)行時(shí)間6、在組合邏輯電路設(shè)計(jì)中，若要實(shí)現(xiàn)兩個(gè)兩位二進(jìn)制數(shù)相加，并產(chǎn)生進(jìn)位輸出，以下哪種邏輯門組合是最合適的？（）A.與門和或門B.異或門和與門C.或門和非門D.同或門和或門7、對(duì)于一個(gè)用卡諾圖化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)的問題，若函數(shù)包含4個(gè)變量，那么卡諾圖中最小項(xiàng)的個(gè)數(shù)是多少？（）A.8B.16C.32D.648、在數(shù)字電路中，若要實(shí)現(xiàn)一個(gè)能將輸入的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)的電路，以下哪種器件可能會(huì)被用到？（）A.計(jì)數(shù)器B.移位寄存器C.編碼器D.譯碼器9、考慮數(shù)字邏輯中的計(jì)數(shù)器的級(jí)聯(lián)，假設(shè)將兩個(gè)模10的計(jì)數(shù)器級(jí)聯(lián)組成一個(gè)更大的計(jì)數(shù)器。以下關(guān)于級(jí)聯(lián)后的計(jì)數(shù)器的模值，哪個(gè)是正確的（）A.模20B.模100C.取決于級(jí)聯(lián)方式，可能是20或100D.以上都不對(duì)10、在一個(gè)由與非門組成的基本RS觸發(fā)器中，當(dāng)R=0，S=1時(shí)，觸發(fā)器的狀態(tài)為？（）A.置0B.置1C.不確定D.保持不變11、用卡諾圖化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)F(A,B,C,D)=∑m(1,3,5,7,9,11,13,15)，結(jié)果為？（）A.1B.0C.A+BD.A'B'12、已知一個(gè)數(shù)字電路的功耗主要由靜態(tài)功耗和動(dòng)態(tài)功耗組成，當(dāng)電路的工作頻率增加時(shí)，哪種功耗會(huì)顯著增加？（）A.靜態(tài)功耗B.動(dòng)態(tài)功耗C.靜態(tài)和動(dòng)態(tài)功耗都會(huì)增加D.靜態(tài)和動(dòng)態(tài)功耗都不變13、數(shù)字邏輯中的加法器是重要的運(yùn)算單元。假設(shè)要設(shè)計(jì)一個(gè)4位二進(jìn)制加法器，使用全加器來(lái)實(shí)現(xiàn)。在考慮進(jìn)位傳遞時(shí)，以下哪種方法能夠有效地減少電路的延遲和復(fù)雜度？（）A.串行進(jìn)位B.并行進(jìn)位C.分組進(jìn)位D.不考慮進(jìn)位，直接相加14、在數(shù)字邏輯的加法器設(shè)計(jì)中，半加器和全加器是基礎(chǔ)組件。假設(shè)要構(gòu)建一個(gè)能對(duì)兩個(gè)4位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行加法運(yùn)算的電路，以下關(guān)于半加器和全加器的使用，哪個(gè)是正確的（）A.只需要使用半加器B.只需要使用全加器C.先使用半加器，再使用全加器D.以上方法都不正確15、若要設(shè)計(jì)一個(gè)能對(duì)100進(jìn)制進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器，至少需要多少個(gè)觸發(fā)器？（）A.7B.8C.9D.1016、在數(shù)字系統(tǒng)中，計(jì)數(shù)器是常見的功能模塊。假設(shè)我們正在設(shè)計(jì)一個(gè)計(jì)數(shù)器。以下關(guān)于計(jì)數(shù)器的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.計(jì)數(shù)器可以按照二進(jìn)制、十進(jìn)制等不同的進(jìn)制進(jìn)行計(jì)數(shù)B.同步計(jì)數(shù)器和異步計(jì)數(shù)器在計(jì)數(shù)速度和穩(wěn)定性上可能存在差異C.可以通過(guò)級(jí)聯(lián)多個(gè)計(jì)數(shù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)更大范圍的計(jì)數(shù)D.計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)容量是固定的，不能通過(guò)外部控制信號(hào)進(jìn)行改變17、對(duì)于一個(gè)基本的RS觸發(fā)器，當(dāng)R=1，S=0時(shí)，觸發(fā)器的輸出狀態(tài)將是：（）A.置0B.置1C.保持不變D.不確定18、已知邏輯函數(shù)F=(A+B)(C+D)(E+F)，用卡諾圖化簡(jiǎn)后，最簡(jiǎn)表達(dá)式為？（）A.A+C+EB.B+D+FC.A+D+ED.以上都不對(duì)19、在數(shù)字電路中，若要存儲(chǔ)8位的數(shù)據(jù)，以下哪種存儲(chǔ)器件是合適的選擇？（）A.SRAMB.DRAMC.ROMD.以上都是20、考慮一個(gè)8選1數(shù)據(jù)選擇器，當(dāng)?shù)刂份斎霝?01時(shí)，以下哪種數(shù)據(jù)輸入將被輸出？（）A.第1路輸入B.第3路輸入C.第5路輸入D.第7路輸入21、考慮到一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)的電源管理，需要根據(jù)系統(tǒng)的工作狀態(tài)動(dòng)態(tài)地調(diào)整電源電壓和電流，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能和提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。假設(shè)通過(guò)數(shù)字邏輯電路來(lái)控制電源管理模塊，以下哪種電源管理技術(shù)與數(shù)字邏輯電路的結(jié)合能夠提供最佳的節(jié)能效果？（）A.動(dòng)態(tài)電壓頻率調(diào)整（DVFS）B.睡眠模式C.電源關(guān)斷D.以上都是22、在數(shù)字邏輯中，若要將一個(gè)格雷碼轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制碼，以下哪種方法是正確的？（）A.直接轉(zhuǎn)換B.通過(guò)中間編碼轉(zhuǎn)換C.無(wú)法直接轉(zhuǎn)換D.以上都不對(duì)23、已知邏輯函數(shù)F=A'B+AB'+A'C，其最簡(jiǎn)或與表達(dá)式為？（）A.(A'+B')(A+B)(A'+C)B.(A+B')(A'+B)(A+C')C.(A'+B)(A+B')(A'+C')D.(A+B)(A'+B')(A+C')24、在數(shù)字邏輯電路的設(shè)計(jì)中，需要進(jìn)行邏輯綜合，將高級(jí)描述轉(zhuǎn)換為門級(jí)電路。邏輯綜合工具可以根據(jù)約束條件進(jìn)行優(yōu)化。以下關(guān)于邏輯綜合的描述，錯(cuò)誤的是：（）A.可以自動(dòng)完成邏輯化簡(jiǎn)B.不能考慮時(shí)序約束C.可以優(yōu)化電路的面積和速度D.可以根據(jù)不同的工藝庫(kù)進(jìn)行映射25、若要設(shè)計(jì)一個(gè)能對(duì)兩個(gè)8位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行減法運(yùn)算并判斷結(jié)果是否為零的電路，以下哪種集成電路可能是首選？（）A.74LS283B.74LS194C.74LS00D.74LS08二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）詳細(xì)闡述如何用邏輯門實(shí)現(xiàn)一個(gè)譯碼器的擴(kuò)展，增加譯碼的輸入和輸出位數(shù)。2、（本題5分）說(shuō)明在數(shù)字系統(tǒng)中如何進(jìn)行時(shí)鐘樹綜合，優(yōu)化時(shí)鐘信號(hào)的分布。3、（本題5分）闡述數(shù)字邏輯中數(shù)據(jù)選擇器和數(shù)據(jù)分配器的可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)，如冗余設(shè)計(jì)和錯(cuò)誤檢測(cè)與糾正機(jī)制。4、（本題5分）深入分析在數(shù)字電路的可靠性增長(zhǎng)試驗(yàn)中，試驗(yàn)的目的、方法和數(shù)據(jù)分析。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）利用比較器和計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)一個(gè)能統(tǒng)計(jì)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。2、（本題5分）使用T觸發(fā)器設(shè)計(jì)一個(gè)同步時(shí)序邏輯電路，實(shí)現(xiàn)一個(gè)模18的扭環(huán)形計(jì)數(shù)器，畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和電路原理圖。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)計(jì)數(shù)器，能夠?qū)崿F(xiàn)從0到131071的計(jì)數(shù)，并在特定狀態(tài)下進(jìn)行計(jì)數(shù)速度的調(diào)整。4、（本題5分）用JK觸發(fā)器設(shè)計(jì)一個(gè)同步4位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖、邏輯電路圖，并分析其工作原理。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)能實(shí)現(xiàn)四位二進(jìn)制數(shù)的減法運(yùn)算的電路，使用加法器和補(bǔ)碼運(yùn)算，畫出邏輯圖和運(yùn)算過(guò)程。四、分析題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）給定一個(gè)數(shù)字邏輯電路的邏輯綜合報(bào)告，分析綜合過(guò)程中所做的優(yōu)化和資源分配。探討如何根據(jù)綜合結(jié)果進(jìn)一步改進(jìn)電路設(shè)計(jì)，以滿足性能、面積和功耗等方面的要求。2、（本題10分）給定一個(gè)數(shù)字邏輯電路的故障描述