安徽理工大學(xué)《數(shù)字邏輯基礎(chǔ)》2019-2020學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《數(shù)字邏輯基礎(chǔ)》2019-2020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20個(gè)小題，每小題1分，共20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)字邏輯中，若要將兩個(gè)8位二進(jìn)制數(shù)相減，并產(chǎn)生借位輸出，以下哪種組合邏輯門(mén)較為合適？（）A.異或門(mén)和與門(mén)B.同或門(mén)和或門(mén)C.與非門(mén)和或非門(mén)D.減法器和與門(mén)2、數(shù)字邏輯中的計(jì)數(shù)器可以按照不同的方式進(jìn)行計(jì)數(shù)，如加法計(jì)數(shù)、減法計(jì)數(shù)等。一個(gè)可逆計(jì)數(shù)器可以實(shí)現(xiàn)加法和減法計(jì)數(shù)，需要哪些額外的控制信號(hào)？（）A.需要一個(gè)控制信號(hào)來(lái)選擇加法或減法計(jì)數(shù)B.需要兩個(gè)控制信號(hào)來(lái)分別控制加法和減法計(jì)數(shù)C.不確定D.可逆計(jì)數(shù)器不需要額外的控制信號(hào)3、數(shù)字邏輯中，組合邏輯電路的輸出僅取決于當(dāng)前的輸入，那么在一個(gè)由多個(gè)邏輯門(mén)組成的組合邏輯電路中，如何判斷其功能是否正確？（）A.通過(guò)輸入不同的組合，觀察輸出是否符合預(yù)期B.檢查邏輯門(mén)的類(lèi)型是否正確C.不確定D.根據(jù)電路的復(fù)雜程度判斷4、假設(shè)要設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，用于檢測(cè)一個(gè)8位二進(jìn)制數(shù)中1的個(gè)數(shù)是否大于4。以下哪種邏輯設(shè)計(jì)思路是最直接有效的？（）A.依次檢查每一位，統(tǒng)計(jì)1的個(gè)數(shù)并與4比較B.將8位數(shù)據(jù)分成兩組，分別統(tǒng)計(jì)1的個(gè)數(shù)，然后比較總和與4的大小C.使用特定的編碼方式轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行判斷D.以上方法都過(guò)于復(fù)雜，無(wú)法實(shí)現(xiàn)該功能5、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)6、假設(shè)要對(duì)一個(gè)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行編碼，以提高其抗干擾能力和傳輸效率。以下哪種編碼方式在這方面表現(xiàn)較為出色？（）A.不歸零編碼（NRZ）B.曼徹斯特編碼C.差分曼徹斯特編碼D.以上編碼方式的抗干擾能力和傳輸效率相同7、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8、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.100119、若一個(gè)邏輯函數(shù)的最簡(jiǎn)與或表達(dá)式為F=A+B'C，則其對(duì)偶式為？（）A.F'=(A'+B)C'B.F'=A'(B+C')C.F'=(A'+B')CD.F'=A(B'+C)10、在數(shù)字邏輯的加法器設(shè)計(jì)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(duì)兩個(gè)8位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行快速加法運(yùn)算，以下關(guān)于超前進(jìn)位加法器的優(yōu)勢(shì)和工作原理，哪個(gè)描述是正確的（）A.減少了進(jìn)位傳播的時(shí)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11、在數(shù)字系統(tǒng)中，有限狀態(tài)機(jī)（FSM）是一種重要的設(shè)計(jì)方法。假設(shè)我們正在設(shè)計(jì)一個(gè)基于FSM的系統(tǒng)。以下關(guān)于有限狀態(tài)機(jī)的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.有限狀態(tài)機(jī)由狀態(tài)、輸入、輸出和狀態(tài)轉(zhuǎn)移函數(shù)組成B.摩爾型有限狀態(tài)機(jī)的輸出只取決于當(dāng)前狀態(tài)，米利型有限狀態(tài)機(jī)的輸出取決于當(dāng)前狀態(tài)和輸入C.可以使用狀態(tài)圖和狀態(tài)表來(lái)描述有限狀態(tài)機(jī)的行為D.有限狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)數(shù)量是固定的，不能根據(jù)實(shí)際需求動(dòng)態(tài)增加或減少12、考慮到一個(gè)高速數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，需要對(duì)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行編碼以提高抗干擾能力和糾錯(cuò)能力。假設(shè)采用了一種基于特定邏輯運(yùn)算的編碼方式，在接收端需要相應(yīng)的解碼電路來(lái)恢復(fù)原始數(shù)據(jù)。以下哪種編碼解碼方案在高速數(shù)據(jù)傳輸中能夠提供較好的性能和糾錯(cuò)能力？（）A.海明碼B.格雷碼C.BCD碼D.余3碼13、在數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)中，若要實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)F=AB+AC，最簡(jiǎn)的與非-與非表達(dá)式為：（）A.((AB)'(AC)')'B.((A+B)'(A+C)')'C.((A'B')(A'C'))'D.((A+B)(A+C))'14、在數(shù)字電路中，若要對(duì)一個(gè)8位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行取反操作，可使用：（）A.與門(mén)B.或門(mén)C.非門(mén)D.異或門(mén)15、對(duì)于一個(gè)16進(jìn)制計(jì)數(shù)器，要實(shí)現(xiàn)從0計(jì)數(shù)到F，需要多少個(gè)時(shí)鐘脈沖？（）A.15B.16C.31D.3216、對(duì)于一個(gè)同步時(shí)序邏輯電路，若時(shí)鐘脈沖的頻率為100MHz，那么其狀態(tài)更新的周期是多少納秒？（）A.10B.100C.1000D.1000017、在數(shù)字邏輯中，數(shù)值比較器用于比較兩個(gè)數(shù)字的大小。以下關(guān)于數(shù)值比較器功能的描述中，不正確的是（）A.可以比較兩個(gè)多位二進(jìn)制數(shù)的大小B.輸出包括大于、小于和等于三種情況C.比較器的位數(shù)決定了能夠比較的數(shù)字的范圍D.數(shù)值比較器只能比較同進(jìn)制的數(shù)字18、考慮一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)，其中的時(shí)序邏輯電路出現(xiàn)了不穩(wěn)定的輸出。經(jīng)過(guò)檢查，發(fā)現(xiàn)是由于時(shí)鐘信號(hào)的抖動(dòng)導(dǎo)致的。為了減少時(shí)鐘抖動(dòng)的影響，以下哪種方法是可行的？（）A.使用更穩(wěn)定的時(shí)鐘源B.增加時(shí)鐘的緩沖級(jí)數(shù)C.對(duì)時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行濾波處理D.以上方法都可以有效地減少時(shí)鐘抖動(dòng)的影響19、在數(shù)字邏輯的設(shè)計(jì)過(guò)程中，化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)是一個(gè)重要的步驟。以下關(guān)于邏輯函數(shù)化簡(jiǎn)的方法，錯(cuò)誤的是（）A.可以使用卡諾圖來(lái)化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)，直觀且方便B.公式法化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)需要熟練掌握邏輯代數(shù)的基本公式和定理C.化簡(jiǎn)后的邏輯函數(shù)一定是最簡(jiǎn)形式，不能再進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化D.不同的化簡(jiǎn)方法可能得到相同的最簡(jiǎn)邏輯函數(shù)表達(dá)式20、在數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)中，如何判斷一個(gè)數(shù)字邏輯電路是否存在靜態(tài)冒險(xiǎn)？如果存在靜態(tài)冒險(xiǎn)，如何消除？（）A.通過(guò)分析邏輯表達(dá)式或卡諾圖判斷是否存在靜態(tài)冒險(xiǎn)，可以通過(guò)增加冗余項(xiàng)消除靜態(tài)冒險(xiǎn)B.通過(guò)觀察電路的輸入輸出波形判斷是否存在靜態(tài)冒險(xiǎn)，可以通過(guò)改變電路的結(jié)構(gòu)消除靜態(tài)冒險(xiǎn)C.不確定D.靜態(tài)冒險(xiǎn)很難判斷和消除二、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）闡述數(shù)字邏輯中格雷碼的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，以及在哪些情況下格雷碼比二進(jìn)制碼更適合使用。2、（本題5分）說(shuō)明在數(shù)字邏輯中如何進(jìn)行邏輯函數(shù)的最小項(xiàng)和最大項(xiàng)的轉(zhuǎn)換。3、（本題5分）在數(shù)字電路設(shè)計(jì)中，解釋如何進(jìn)行數(shù)字邏輯電路的熱分析和散熱設(shè)計(jì)，以確保電路在工作時(shí)的溫度穩(wěn)定。4、（本題5分）詳細(xì)說(shuō)明數(shù)字邏輯中計(jì)數(shù)器的擴(kuò)展方法，包括級(jí)聯(lián)和并行擴(kuò)展，并分析其對(duì)計(jì)數(shù)范圍和性能的影響。5、（本題5分）詳細(xì)說(shuō)明在多路選擇器的低電壓工作設(shè)計(jì)中，需要解決的問(wèn)題和方法。三、設(shè)計(jì)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)斎氲?3位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行加密，加密規(guī)則為每個(gè)位與下一位進(jìn)行異或操作，輸出加密后的23位二進(jìn)制數(shù)，給出邏輯表達(dá)式和電路連接。2、（本題5分）利用JK觸發(fā)器設(shè)計(jì)一個(gè)能實(shí)現(xiàn)移位寄存功能的電路，可實(shí)現(xiàn)左移、右移和并行輸入，畫(huà)出邏輯圖和狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。3、（本題5分）使用D觸發(fā)器和編碼器設(shè)計(jì)一個(gè)能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)編碼和存儲(chǔ)功能的電路，畫(huà)出邏輯圖和說(shuō)明工作過(guò)程。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)能判斷輸入的9位二進(jìn)制數(shù)是否能被5整除且其數(shù)字之和為偶數(shù)的邏輯電路，列出真值表和邏輯表達(dá)式。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)售貨機(jī)的控制電路，根據(jù)投入的貨幣和選擇的商品輸出相應(yīng)的控制信號(hào)，畫(huà)出邏輯圖和狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。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)字通信系統(tǒng)中的同步模塊，用于實(shí)現(xiàn)發(fā)送端和接收端的時(shí)鐘同步和數(shù)據(jù)同步。分析同步的方法和原理，如位同步、幀同步等。設(shè)計(jì)相應(yīng)的數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)同步功能，探討如何在復(fù)雜的通信環(huán)境中保證同步的準(zhǔn)確