北京郵電大學(xué)《數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)課程設(shè)計》2021-2022學(xué)年第一學(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頁北京郵電大學(xué)《數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)課程設(shè)計》

2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個小題，每小題2分，共40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、若要設(shè)計一個能對輸入的3位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行排序的電路，最少需要幾個比較器？（）A.2B.3C.4D.52、在數(shù)字邏輯電路中，信號的傳輸會存在延遲，這會對電路的性能產(chǎn)生影響。以下關(guān)于信號傳輸延遲的描述，不正確的是（）A.信號傳輸延遲包括門延遲和布線延遲B.門延遲是由于邏輯門的內(nèi)部結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的，通常是固定的C.布線延遲與電路的布局和連線長度有關(guān)，可以通過優(yōu)化布線來減小D.信號傳輸延遲對數(shù)字電路的影響可以忽略不計，不需要在設(shè)計中考慮3、在數(shù)字電路的競爭冒險現(xiàn)象中，假設(shè)一個組合邏輯電路的輸入發(fā)生變化時，輸出出現(xiàn)了短暫的不正確脈沖。以下哪種方法最常用于消除這種競爭冒險？（）A.接入濾波電容B.修改邏輯設(shè)計C.增加冗余項D.降低電源電壓4、在一個數(shù)字電路中，使用了組合邏輯和時序邏輯。關(guān)于組合邏輯和時序邏輯的區(qū)別，以下哪種描述是正確的？（）A.組合邏輯的輸出僅取決于當(dāng)前的輸入，時序邏輯的輸出取決于輸入和之前的狀態(tài)B.組合邏輯使用觸發(fā)器存儲數(shù)據(jù)，時序邏輯使用邏輯門進(jìn)行運算C.組合邏輯的響應(yīng)速度比時序邏輯快D.以上描述都不正確5、除法運算在數(shù)字邏輯中也有相應(yīng)的實現(xiàn)方法。以下關(guān)于除法運算的描述，錯誤的是（）A.恢復(fù)余數(shù)法和不恢復(fù)余數(shù)法是常見的除法運算算法B.除法運算可以通過減法和移位操作來實現(xiàn)C.除法運算的速度通常比乘法運算快D.除法運算在數(shù)字電路中的實現(xiàn)相對復(fù)雜，需要考慮更多的細(xì)節(jié)6、在數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計中，需要考慮功耗、速度、面積等多個因素。降低功耗是一個重要的設(shè)計目標(biāo)。以下哪種方法不能有效地降低數(shù)字電路的功耗：（）A.降低工作電壓B.減少晶體管的數(shù)量C.提高時鐘頻率D.采用低功耗的邏輯門7、考慮一個數(shù)字系統(tǒng)，需要對輸入的串行數(shù)據(jù)進(jìn)行并行轉(zhuǎn)換。如果輸入數(shù)據(jù)的速率較高，為了能夠準(zhǔn)確地完成轉(zhuǎn)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(jié)合邏輯門來實現(xiàn)轉(zhuǎn)換C.先將串行數(shù)據(jù)緩存，然后一次性進(jìn)行轉(zhuǎn)換D.以上方法都無法滿足高速轉(zhuǎn)換的要求8、在數(shù)字系統(tǒng)中，一個能夠存儲8位二進(jìn)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9、假設(shè)正在研究數(shù)字電路中的信號完整性問題，即信號在傳輸過程中可能出現(xiàn)的失真、延遲和噪聲等。以下哪種措施可以有效地改善信號完整性？（）A.優(yōu)化布線，減少信號反射B.增加信號驅(qū)動能力C.使用屏蔽線減少干擾D.以上措施都可以改善信號完整性10、在數(shù)字電路中，施密特觸發(fā)器具有回差特性。關(guān)于施密特觸發(fā)器的應(yīng)用，以下說法不正確的是（）A.施密特觸發(fā)器可以用于波形整形B.施密特觸發(fā)器可以用于脈沖鑒幅C.施密特觸發(fā)器可以用于消除干擾信號D.施密特觸發(fā)器只能用于數(shù)字電路，不能用于模擬電路11、在數(shù)字邏輯中，編碼器和譯碼器有著不同的功能。假設(shè)我們正在使用編碼器和譯碼器。以下關(guān)于編碼器和譯碼器的描述，哪一項是不正確的？（）A.編碼器將多個輸入信號編碼為較少位的輸出信號B.譯碼器將輸入的二進(jìn)制代碼轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的輸出信號C.優(yōu)先編碼器在多個輸入同時有效時，只對優(yōu)先級高的輸入進(jìn)行編碼D.編碼器和譯碼器的輸入和輸出位數(shù)是固定不變的，不能根據(jù)需求進(jìn)行調(diào)整12、用8選1數(shù)據(jù)選擇器實現(xiàn)邏輯函數(shù)F=A'B+AB'，需要將函數(shù)化為？（）A.標(biāo)準(zhǔn)與或式B.標(biāo)準(zhǔn)或與式C.最小項表達(dá)式D.最大項表達(dá)式13、在數(shù)字系統(tǒng)中，經(jīng)常需要進(jìn)行數(shù)值的比較和判斷。比較器可以用于比較兩個數(shù)字的大小。一個4位數(shù)值比較器，當(dāng)輸入A=1010，B=1100時，輸出的結(jié)果為：（）A.A>BB.A<BC.A=BD.無法確定14、在數(shù)字系統(tǒng)中，數(shù)字信號具有離散的數(shù)值和特定的時間間隔。以下關(guān)于數(shù)字信號特點的描述中，正確的是（）A.抗干擾能力強(qiáng)B.便于存儲和處理C.精度高D.以上都是15、假設(shè)在一個數(shù)字控制系統(tǒng)中，需要根據(jù)輸入的數(shù)字信號產(chǎn)生相應(yīng)的控制脈沖。脈沖的寬度和周期需要精確控制以滿足系統(tǒng)要求。為了實現(xiàn)這種精確的脈沖生成，以下哪種數(shù)字邏輯器件是最合適的？（）A.計數(shù)器B.定時器C.移位寄存器D.譯碼器16、在數(shù)字電路中，若要對一個8位的二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行取模運算，以下哪種方法較為可行？（）A.使用除法器B.通過邏輯運算C.利用計數(shù)器D.以上都不是17、在數(shù)字邏輯電路的競爭冒險現(xiàn)象中，假設(shè)一個電路在輸入信號發(fā)生變化時，由于不同路徑的延遲差異，可能會導(dǎo)致輸出出現(xiàn)短暫的錯誤脈沖。這種現(xiàn)象可能會影響電路的穩(wěn)定性和可靠性。為了避免或減少競爭冒險的影響，以下哪種措施是最為有效的？（）A.增加冗余項B.引入同步時鐘C.優(yōu)化電路布局D.降低電源電壓18、在數(shù)字邏輯的時序邏輯電路設(shè)計中，狀態(tài)圖是一種重要的設(shè)計工具。假設(shè)要設(shè)計一個自動售貨機(jī)的控制電路，使用狀態(tài)圖可以清晰地描述電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換和輸出。以下關(guān)于狀態(tài)圖的作用和繪制方法，哪個說法是正確的（）A.狀態(tài)圖只能表示有限個狀態(tài)B.狀態(tài)圖不能反映輸出的變化C.繪制狀態(tài)圖不需要考慮輸入條件D.狀態(tài)圖可以幫助設(shè)計人員直觀理解電路的行為19、在數(shù)字邏輯的發(fā)展中，新技術(shù)和新方法不斷涌現(xiàn)。以下關(guān)于數(shù)字邏輯發(fā)展趨勢的描述，不正確的是（）A.集成度越來越高，芯片功能越來越強(qiáng)大B.功耗越來越低，性能越來越高C.設(shè)計方法越來越復(fù)雜，對設(shè)計者的要求越來越低D.應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展，與其他學(xué)科的交叉融合越來越緊密20、在數(shù)字通信系統(tǒng)中，數(shù)字邏輯也發(fā)揮著重要作用。以下關(guān)于數(shù)字邏輯在數(shù)字通信中的應(yīng)用，正確的是（）A.數(shù)字邏輯用于信號的編碼和解碼、調(diào)制和解調(diào)B.數(shù)字通信系統(tǒng)中的差錯控制編碼與數(shù)字邏輯無關(guān)C.數(shù)字邏輯在數(shù)字通信中的應(yīng)用主要集中在硬件層面，軟件層面的作用較小D.隨著通信技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字邏輯在數(shù)字通信中的重要性逐漸降低二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）闡述數(shù)字邏輯中編碼器和譯碼器的噪聲容限和抗干擾能力，分析其在惡劣環(huán)境下的應(yīng)用。2、（本題5分）解釋寄存器和移位寄存器的概念，它們的功能是什么，以及在數(shù)據(jù)存儲和傳輸中的應(yīng)用。3、（本題5分）詳細(xì)闡述在加法器的面積優(yōu)化策略中，如資源共享和邏輯化簡的具體實現(xiàn)。三、設(shè)計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計一個編碼器，將131072個輸入信號編碼為17位二進(jìn)制輸出信號。2、（本題5分）設(shè)計一個能對輸入的4位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行四舍五入的邏輯電路，列出真值表和邏輯表達(dá)式。3、（本題5分）設(shè)計一個全加器，能夠進(jìn)行兩個512位二進(jìn)制數(shù)的加法運算，并輸出結(jié)果和進(jìn)位。4、（本題5分）利用計數(shù)器和數(shù)據(jù)選擇器設(shè)計一個能產(chǎn)生按位取反數(shù)字序列的電路，畫出邏輯圖和控制信號。5、（本題5分）設(shè)計一個能對輸入的6位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行反碼操作的邏輯電路，列出真值表和邏輯函數(shù)表達(dá)式。四、分析題（本大題共2個小題，共20分)1、（本題10分）設(shè)計