暨南大學(xué)《數(shù)字邏輯》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁(yè)，共3頁(yè)暨南大學(xué)

《數(shù)字邏輯》2022-2023學(xué)年第一學(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30個(gè)小題，每小題1分，共30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(gè)數(shù)字的大小。一個(gè)4位數(shù)值比較器，當(dāng)輸入A=1010，B=1100時(shí)，輸出的結(jié)果為：（）A.A>BB.A<BC.A=BD.無(wú)法確定2、在數(shù)字邏輯電路中，移位寄存器可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的移位操作。一個(gè)4位右移寄存器，當(dāng)輸入為特定的二進(jìn)制數(shù)時(shí)，經(jīng)過(guò)多次時(shí)鐘脈沖后，輸出會(huì)發(fā)生什么變化？（）A.輸出的數(shù)據(jù)依次向右移動(dòng)B.輸出的數(shù)據(jù)依次向左移動(dòng)C.不確定D.輸出的數(shù)據(jù)保持不變3、數(shù)字邏輯是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的重要基礎(chǔ)，它涉及到數(shù)字電路的設(shè)計(jì)和分析。在數(shù)字邏輯中，邏輯門(mén)是基本的組成單元。與門(mén)、或門(mén)、非門(mén)等是常見(jiàn)的邏輯門(mén)?？紤]一個(gè)由兩個(gè)輸入信號(hào)A和B組成的邏輯電路，輸出信號(hào)為Y。當(dāng)A=1，B=0時(shí)，對(duì)于一個(gè)與非門(mén)，輸出Y的值為：（）A.0B.1C.不確定D.取決于電路的其他部分4、想象一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)中，需要對(duì)輸入的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行編碼，以提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)男屎涂煽啃?。以下哪種編碼方式可能是最優(yōu)的考慮？（）A.曼徹斯特編碼，每個(gè)時(shí)鐘周期都有跳變，便于同步但效率較低B.差分曼徹斯特編碼，解決了曼徹斯特編碼的部分缺點(diǎn)，但實(shí)現(xiàn)復(fù)雜C.NRZ編碼，簡(jiǎn)單直接但同步困難D.以上編碼方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，需要根據(jù)具體應(yīng)用選擇5、數(shù)字邏輯中的計(jì)數(shù)器可以按照不同的計(jì)數(shù)方式進(jìn)行計(jì)數(shù)。一個(gè)模10計(jì)數(shù)器，需要幾個(gè)觸發(fā)器來(lái)實(shí)現(xiàn)？（）A.四個(gè)B.五個(gè)C.不確定D.根據(jù)計(jì)數(shù)器的類型判斷6、在數(shù)字系統(tǒng)中，常常需要將數(shù)字信號(hào)進(jìn)行編碼以提高傳輸效率和可靠性。格雷碼是一種常見(jiàn)的編碼方式，其特點(diǎn)是相鄰的兩個(gè)編碼之間只有一位發(fā)生變化。從二進(jìn)制編碼000轉(zhuǎn)換為格雷碼，結(jié)果為：（）A.000B.001C.010D.0117、在數(shù)字邏輯電路的接口設(shè)計(jì)中，假設(shè)需要將一個(gè)數(shù)字邏輯電路與外部模擬設(shè)備進(jìn)行連接。為了實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)與模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換，需要使用專門(mén)的接口電路。以下哪種接口電路在這種情況下是常用的？（）A.數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）B.模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）C.電平轉(zhuǎn)換器D.以上都是8、對(duì)于數(shù)字電路中的移位寄存器，假設(shè)需要實(shí)現(xiàn)串行數(shù)據(jù)到并行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。以下哪種類型的移位寄存器最適合？（）A.左移寄存器B.右移寄存器C.雙向移位寄存器D.以上寄存器均可9、在數(shù)字邏輯中，時(shí)序邏輯電路與組合邏輯電路的重要區(qū)別在于時(shí)序邏輯電路具有記憶功能。以下關(guān)于時(shí)序邏輯電路特點(diǎn)的描述中，正確的是（）A.輸出不僅取決于當(dāng)前輸入，還取決于電路的過(guò)去狀態(tài)B.通常包含觸發(fā)器等存儲(chǔ)元件C.其行為可以用狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和狀態(tài)表來(lái)描述D.以上都是10、在數(shù)字系統(tǒng)中，存儲(chǔ)器是用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和程序的重要部件。關(guān)于只讀存儲(chǔ)器（ROM），以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A.ROM中的數(shù)據(jù)在斷電后不會(huì)丟失B.PROM是一種可編程的ROM，但只能編程一次C.EPROM可以多次擦除和編程，使用紫外線進(jìn)行擦除D.ROM的存儲(chǔ)容量通常比隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM）大11、在數(shù)字邏輯中，邏輯表達(dá)式的化簡(jiǎn)是一項(xiàng)重要的工作。以下關(guān)于邏輯表達(dá)式化簡(jiǎn)方法的描述中，錯(cuò)誤的是（）A.可以使用公式法進(jìn)行化簡(jiǎn)B.卡諾圖法只能用于化簡(jiǎn)與或表達(dá)式C.代數(shù)法化簡(jiǎn)需要熟練掌握邏輯運(yùn)算的規(guī)則D.無(wú)論使用哪種方法，化簡(jiǎn)的結(jié)果應(yīng)該是唯一的12、在數(shù)字邏輯中，卡諾圖是一種用于簡(jiǎn)化邏輯函數(shù)的工具。假設(shè)要簡(jiǎn)化一個(gè)包含4個(gè)變量的邏輯函數(shù)，使用卡諾圖進(jìn)行化簡(jiǎn)時(shí)，以下哪種情況可能會(huì)導(dǎo)致化簡(jiǎn)結(jié)果不是最簡(jiǎn)形式？（）A.圈合并的規(guī)則使用不當(dāng)B.變量的排列順序不正確C.卡諾圖中的1分布不規(guī)則D.只要使用卡諾圖，就一定能得到最簡(jiǎn)形式13、在數(shù)字電路中，奇偶校驗(yàn)碼常用于檢測(cè)數(shù)據(jù)傳輸中的錯(cuò)誤。以下關(guān)于奇偶校驗(yàn)碼的描述中，錯(cuò)誤的是（）A.奇校驗(yàn)時(shí)，數(shù)據(jù)中1的個(gè)數(shù)加上校驗(yàn)位為奇數(shù)B.偶校驗(yàn)時(shí)，數(shù)據(jù)中1的個(gè)數(shù)加上校驗(yàn)位為偶數(shù)C.奇偶校驗(yàn)只能檢測(cè)奇數(shù)個(gè)錯(cuò)誤D.奇偶校驗(yàn)?zāi)軌蚣m正數(shù)據(jù)傳輸中的錯(cuò)誤14、加法器是數(shù)字邏輯中用于執(zhí)行加法運(yùn)算的電路。半加器和全加器是加法器的基本組成單元。以下關(guān)于半加器和全加器的描述，正確的是（）A.半加器不考慮來(lái)自低位的進(jìn)位，而全加器考慮B.半加器和全加器的輸出結(jié)果相同，只是輸入有所不同C.多個(gè)半加器可以直接級(jí)聯(lián)構(gòu)成多位加法器，無(wú)需使用全加器D.全加器的邏輯功能比半加器復(fù)雜，所以在實(shí)際應(yīng)用中很少使用15、編碼器是一種常見(jiàn)的數(shù)字邏輯電路，它可以將多個(gè)輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為較少位的輸出編碼。以下關(guān)于編碼器的描述，錯(cuò)誤的是（）A.優(yōu)先編碼器在多個(gè)輸入同時(shí)有效時(shí)，會(huì)根據(jù)優(yōu)先級(jí)確定輸出編碼B.普通編碼器不允許多個(gè)輸入同時(shí)有效，否則會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤輸出C.編碼器的輸入數(shù)量一定大于輸出數(shù)量D.編碼器只能將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制編碼16、假設(shè)要設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路來(lái)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。以下哪種方法可能是最有效的？（）A.使用逐位判斷和計(jì)數(shù)器來(lái)統(tǒng)計(jì)1的個(gè)數(shù)，然后進(jìn)行比較B.將二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制，然后與4比較C.通過(guò)復(fù)雜的邏輯運(yùn)算直接得出結(jié)果，不進(jìn)行計(jì)數(shù)D.無(wú)法通過(guò)簡(jiǎn)單的數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)此功能17、考慮數(shù)字邏輯中的可編程邏輯器件（PLD），假設(shè)需要快速實(shí)現(xiàn)一個(gè)特定的數(shù)字邏輯功能。以下關(guān)于PLD的特點(diǎn)和使用，哪個(gè)說(shuō)法是正確的（）A.編程復(fù)雜，不適合快速開(kāi)發(fā)B.靈活性高，可以重復(fù)編程C.成本高昂，不適合小規(guī)模應(yīng)用D.以上說(shuō)法都不正確18、假設(shè)要設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)有限狀態(tài)機(jī)，描述一個(gè)按特定順序執(zhí)行的操作流程。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要確定狀態(tài)的數(shù)量和轉(zhuǎn)換條件。以下哪種方法可能有助于清晰地設(shè)計(jì)狀態(tài)機(jī)？（）A.畫(huà)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，直觀表示狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系和條件B.直接編寫(xiě)邏輯表達(dá)式，通過(guò)計(jì)算確定狀態(tài)轉(zhuǎn)換C.先構(gòu)建硬件電路，然后根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況調(diào)整狀態(tài)D.隨機(jī)設(shè)定狀態(tài)和轉(zhuǎn)換條件，通過(guò)試驗(yàn)找到合適的設(shè)計(jì)19、想象一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)中，需要存儲(chǔ)大量的數(shù)據(jù)，并且要求能夠快速讀取和寫(xiě)入。以下哪種存儲(chǔ)器件可能是最適合的？（）A.SRAM（靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器），速度快但集成度低、成本高B.DRAM（動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器），需要定時(shí)刷新，但集成度高、成本低C.ROM（只讀存儲(chǔ)器），只能讀取預(yù)先存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，無(wú)法寫(xiě)入D.閃存（FlashMemory），讀寫(xiě)速度較慢，適合大容量存儲(chǔ)20、對(duì)于一個(gè)同步計(jì)數(shù)器，在時(shí)鐘脈沖的上升沿，如果計(jì)數(shù)器處于最大狀態(tài)，下一個(gè)時(shí)鐘脈沖到來(lái)時(shí)計(jì)數(shù)器將：（）A.保持不變B.復(fù)位C.重新計(jì)數(shù)D.不確定21、對(duì)于一個(gè)采用正邏輯的數(shù)字系統(tǒng)，高電平表示邏輯1，低電平表示邏輯0。當(dāng)輸入信號(hào)為0110時(shí)，經(jīng)過(guò)一個(gè)非門(mén)后的輸出信號(hào)是？（）A.1001B.1100C.0011D.101022、假設(shè)正在設(shè)計(jì)一個(gè)用于醫(yī)療設(shè)備的數(shù)字邏輯電路，需要滿足嚴(yán)格的安全性和準(zhǔn)確性標(biāo)準(zhǔn)。由于醫(yī)療設(shè)備直接關(guān)系到患者的生命健康，任何錯(cuò)誤都可能導(dǎo)致嚴(yán)重后果。在這種情況下，以下哪種設(shè)計(jì)方法能夠最大程度地保證電路的可靠性？（）A.采用成熟的設(shè)計(jì)方案B.進(jìn)行多次嚴(yán)格的測(cè)試C.引入容錯(cuò)機(jī)制D.以上都是23、在數(shù)字邏輯中，PLD（可編程邏輯器件）和FPGA（現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列）是常用的可編程器件。如果要實(shí)現(xiàn)一個(gè)復(fù)雜的數(shù)字邏輯功能，并且對(duì)速度和資源利用有較高要求，以下哪種器件更適合？（）A.PLD，其邏輯資源相對(duì)較少但速度快B.FPGA，具有豐富的邏輯資源和較高的靈活性C.兩者都不適合，應(yīng)使用專用集成電路D.取決于具體的功能和設(shè)計(jì)要求，無(wú)法一概而論24、在數(shù)字電路中，使用乘法器實(shí)現(xiàn)兩個(gè)4位二進(jìn)制數(shù)的乘法運(yùn)算，其輸出結(jié)果是多少位？（）A.4B.8C.16D.3225、已知邏輯函數(shù)F=AB+AC'+BC，其最簡(jiǎn)與或表達(dá)式為？（）A.AB+AC'B.AC'+BCC.AB+BCD.以上都不對(duì)26、用卡諾圖化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)F(A,B,C,D)=∑m(0,2,4,6,8,10,12,14)，最簡(jiǎn)與或表達(dá)式為？（）A.B+DB.A+CC.A'+C'D.B'+D'27、對(duì)于一個(gè)異步清零的計(jì)數(shù)器，清零信號(hào)的有效時(shí)間應(yīng)該滿足什么條件？（）A.小于時(shí)鐘周期B.大于時(shí)鐘周期C.與時(shí)鐘周期無(wú)關(guān)D.以上都不對(duì)28、加法器是數(shù)字邏輯中進(jìn)行加法運(yùn)算的重要部件。半加器只能處理兩個(gè)一位二進(jìn)制數(shù)的加法，不考慮低位的進(jìn)位。全加器則能夠處理包括低位進(jìn)位的加法。在構(gòu)建一個(gè)4位加法器時(shí)，如果使用全加器，至少需要：（）A.4個(gè)B.8個(gè)C.16個(gè)D.32個(gè)29、若要設(shè)計(jì)一個(gè)能對(duì)60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.6B.7C.8D.930、在數(shù)字電路中，若要實(shí)現(xiàn)一個(gè)能將輸入的8位二進(jìn)制數(shù)除以4的電路，以下哪種方法可行？（）A.右移兩位B.使用除法器芯片C.通過(guò)邏輯運(yùn)算D.以上都不是二、分析題（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)崿F(xiàn)一個(gè)4位的循環(huán)移位寄存器。詳細(xì)說(shuō)明循環(huán)移位的邏輯操作，包括左移和右移。分析在移位過(guò)程中如何保持?jǐn)?shù)據(jù)的完整性和正確性，以及如何通過(guò)控制信號(hào)選擇移位方向和移位位數(shù)。2、（本題5分）給定一個(gè)數(shù)字通信系統(tǒng)中的調(diào)制解調(diào)模塊，如ASK、FSK、PSK調(diào)制解調(diào)。分析調(diào)制解調(diào)的原理和算法，設(shè)計(jì)相應(yīng)的數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)調(diào)制和解調(diào)功能。探討如何根據(jù)通信信道的特性選擇合適的調(diào)制解調(diào)方式。3、（本題5分）有一個(gè)使用T觸發(fā)器和邏輯門(mén)構(gòu)建的移位計(jì)數(shù)器電路，分析計(jì)數(shù)器的移位模式和計(jì)數(shù)規(guī)律，給出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和邏輯表達(dá)式。通過(guò)具體的移位和計(jì)數(shù)操作，驗(yàn)證電路的功能和特性。4、（本題5分）使用觸發(fā)器和邏輯門(mén)構(gòu)建一個(gè)有限狀態(tài)機(jī)（FSM），實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)。規(guī)定不同的狀態(tài)表示紅燈、綠燈和黃燈的亮滅情況，并分析狀態(tài)轉(zhuǎn)換的條件和邏輯，探討如何增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性和可擴(kuò)展性。5、（本題5分）考慮一個(gè)由與非門(mén)組成的邏輯電路，其輸入為三個(gè)信號(hào)X、Y、Z，輸出為F。給出F的邏輯表達(dá)式，并通過(guò)真值表進(jìn)行驗(yàn)證。分析該電路在簡(jiǎn)化邏輯表達(dá)式和降低硬件成本方面的優(yōu)勢(shì)，以及可能存在的局限性。三、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）詳細(xì)闡述在加法器的優(yōu)化設(shè)計(jì)中，如超前進(jìn)位加法器，其工作原理和性能優(yōu)勢(shì)是什么。2、（本題5分）詳細(xì)闡述如何用硬件描述語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)一個(gè)同步復(fù)位的計(jì)數(shù)器，并進(jìn)行仿真驗(yàn)證。3、（本題5分）詳細(xì)闡述如何用