武漢學院《數據運維與管理》2023-2024學年第一學期期末試卷

自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁武漢學院《數據運維與管理》

2023-2024學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共30個小題，每小題1分，共30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、考慮一個8選1數據選擇器，當地址輸入為101時，以下哪種數據輸入將被輸出？（）A.第1路輸入B.第3路輸入C.第5路輸入D.第7路輸入2、在數字邏輯中，PLA（可編程邏輯陣列）是一種可編程的邏輯器件。假設一個PLA實現了一個邏輯函數，當輸入發(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.輸出的負載情況D.以上都不是3、若一個ROM有10根地址線，8根數據線，則其存儲容量為：（）A.10×8位B.2^10×8位C.10×2^8位D.2^10×2^8位4、已知一個邏輯函數的表達式為F=A⊕B⊕C⊕D，若A=1，B=0，C=1，D=0，則F的值為？（）A.0B.1C.不確定D.以上都不對5、在數字邏輯的邏輯函數化簡中，假設一個邏輯函數表達式較為復雜。以下哪種化簡方法可以在保證邏輯功能不變的前提下，最大程度地減少邏輯門的數量（）A.公式法B.卡諾圖法C.奎因-麥克拉斯基法D.以上方法效果相同6、在數字邏輯中，卡諾圖是一種用于簡化邏輯函數的工具。假設要簡化一個包含4個變量的邏輯函數，使用卡諾圖進行化簡時，以下哪種情況可能會導致化簡結果不是最簡形式？（）A.圈合并的規(guī)則使用不當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，就一定能得到最簡形式7、考慮一個數字電路，其輸入和輸出之間存在一定的延遲。如果要減小這種延遲，提高電路的響應速度，以下哪種方法是可行的？（）A.優(yōu)化電路的布線，減少信號傳輸路徑B.選用速度更快的邏輯門器件C.減少電路中的級數和中間環(huán)節(jié)D.以上方法都可以有效地減小延遲8、在數字電路中，使用比較器比較兩個4位二進制數的大小時，如果兩個數相等，輸出的比較結果是什么？（）A.00B.01C.10D.119、組合邏輯電路的輸出僅僅取決于當前的輸入，不存在記憶功能。以下關于組合邏輯電路的描述，錯誤的是（）A.加法器、編碼器、譯碼器等都屬于組合邏輯電路B.組合邏輯電路可以用邏輯表達式、真值表、邏輯電路圖等多種方式來描述C.由于沒有記憶功能，組合邏輯電路的輸出在輸入不變的情況下不會發(fā)生改變D.組合邏輯電路的設計過程中，不需要考慮電路的時序問題10、對于一個異步復位的觸發(fā)器，復位信號的撤銷時間與時鐘脈沖的關系會影響觸發(fā)器的狀態(tài)嗎？（）A.會B.不會C.有時會D.以上都不對11、考慮數字邏輯中的計數器的級聯(lián)，假設將兩個模10的計數器級聯(lián)組成一個更大的計數器。以下關于級聯(lián)后的計數器的模值，哪個是正確的（）A.模20B.模100C.取決于級聯(lián)方式，可能是20或100D.以上都不對12、在數字電路中，信號的傳輸可能會受到延遲的影響。假設一個邏輯電路中，信號經過多個邏輯門的傳輸延遲不同，這可能會導致以下哪種問題？（）A.競爭冒險B.時序錯誤C.功耗增加D.輸出信號失真13、已知一個邏輯函數的卡諾圖，其中有四個相鄰的1格，可進行合并簡化，則合并后得到的乘積項包含幾個變量？（）A.2B.3C.4D.不確定14、在數字邏輯設計中，如何判斷一個數字邏輯電路是否存在動態(tài)冒險？如果存在動態(tài)冒險，如何消除？（）A.通過分析邏輯表達式或卡諾圖判斷是否存在動態(tài)冒險，可以通過增加冗余項消除動態(tài)冒險B.通過觀察電路的輸入輸出波形判斷是否存在動態(tài)冒險，可以通過改變電路的結構消除動態(tài)冒險C.不確定D.動態(tài)冒險很難判斷和消除15、已知邏輯函數F=A'B+AB'，若A=1，B=0，則F的值為？（）A.0B.1C.不確定D.以上都不對16、在數字邏輯中，已知一個邏輯函數的卡諾圖，如何判斷該函數是否可以化簡？（）A.觀察是否有相鄰的1格B.觀察是否有相鄰的0格C.觀察是否有對稱的1格D.以上都不對17、在數字邏輯中，移位寄存器可以實現數據的移位操作。串行輸入并行輸出移位寄存器可以在一個時鐘脈沖下將串行輸入的數據并行輸出。假設一個8位串行輸入并行輸出移位寄存器，初始狀態(tài)為00000000，在經過8個時鐘脈沖后，輸入的數據為10101010，此時寄存器的輸出為：（）A.00000000B.10101010C.01010101D.1111111118、在數字邏輯中，邏輯運算包括與、或、非、異或等。關于邏輯運算的性質，以下描述錯誤的是（）A.與運算中，只有當所有輸入都為1時，輸出才為1B.或運算中，只要有一個輸入為1，輸出就為1C.非運算將輸入的邏輯值取反D.異或運算中，當兩個輸入相同時，輸出為1；不同時，輸出為019、對于一個用VerilogHDL描述的數字邏輯電路，以下哪種語句通常用于描述組合邏輯？（）A.alwaysB.initialC.assignD.module20、考慮一個數字系統(tǒng)中的編碼器，它需要將8個輸入信號編碼為3位的二進制代碼輸出。以下哪種編碼器能夠滿足這個要求，并且具有較高的編碼效率？（）A.普通編碼器，任何時刻只允許一個輸入有效B.優(yōu)先編碼器，允許同時多個輸入，但優(yōu)先編碼優(yōu)先級高的C.二進制編碼器，直接將輸入轉換為二進制D.十進制編碼器，將十進制輸入編碼為二進制21、對于一個異步計數器，若低位觸發(fā)器的輸出作為高位觸發(fā)器的時鐘輸入，那么在計數過程中可能會出現什么問題？（）A.競爭冒險B.時序混亂C.無法計數D.以上都不是22、在數字邏輯中，若要實現一個能產生周期為1ms脈沖信號的電路，時鐘頻率至少需要多少？（）A.1kHzB.1MHzC.1000HzD.1000MHz23、假設要設計一個數字電路來實現一個有限狀態(tài)機，描述一個按特定順序執(zhí)行的操作流程。在設計過程中，需要確定狀態(tài)的數量和轉換條件。以下哪種方法可能有助于清晰地設計狀態(tài)機？（）A.畫出狀態(tài)轉換圖，直觀表示狀態(tài)之間的轉換關系和條件B.直接編寫邏輯表達式，通過計算確定狀態(tài)轉換C.先構建硬件電路，然后根據實際運行情況調整狀態(tài)D.隨機設定狀態(tài)和轉換條件，通過試驗找到合適的設計24、在數字電路中，若要實現一個能將并行數據轉換為串行數據的電路，并且數據在時鐘的上升沿進行轉換，以下哪種觸發(fā)器較為合適？（）A.D觸發(fā)器B.JK觸發(fā)器C.T觸發(fā)器D.以上都可以25、已知一個邏輯函數F=A⊕B⊕C，若A=1，B=0，C=1，則F的值為？（）A.0B.1C.不確定D.以上都不對26、在數字通信系統(tǒng)中，數字邏輯也發(fā)揮著重要的作用。以下關于數字通信中數字邏輯的描述，錯誤的是（）A.數字調制和解調可以通過數字邏輯電路來實現B.糾錯編碼和解碼需要用到數字邏輯的運算C.數字通信中的信號處理和傳輸都離不開數字邏輯D.數字邏輯在數字通信中的應用非常簡單，不需要深入研究27、在數字電路中，對于一個上升沿觸發(fā)的D觸發(fā)器，當D輸入在時鐘上升沿到來之前為0，在上升沿時變?yōu)?，則觸發(fā)器的輸出Q將：（）A.保持為0B.變?yōu)?C.不確定D.先變?yōu)?然后回到028、數字電路中的觸發(fā)器有多種類型，如D觸發(fā)器、JK觸發(fā)器和T觸發(fā)器等。以下關于這些觸發(fā)器的功能描述，不正確的是（）A.D觸發(fā)器在時鐘上升沿時，將輸入數據存儲到輸出端B.JK觸發(fā)器具有置0、置1、保持和翻轉四種功能C.T觸發(fā)器在時鐘脈沖作用下，輸出狀態(tài)總是翻轉D.這些觸發(fā)器可以通過外部連接和控制信號相互轉換29、在數字邏輯設計中，若要實現一個能檢測輸入的4位二進制數中是否有奇數個1的電路，最少需要使用幾個異或門？（）A.1B.2C.3D.430、對于一個4位的并行加法器，若兩個加數分別為1010和0101，那么相加的結果是多少？（）A.1111B.1001C.0111D.1110二、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設計一個數字電路，能夠對輸入的16位二進制數進行格雷碼編碼，并輸出編碼結果。仔細研究格雷碼的編碼規(guī)則和特點，說明電路中如何根據輸入數據計算出相應的格雷碼值。2、（本題5分）設計一個數字邏輯電路，實現一個3位的乘法器，能夠將兩個3位二進制數相乘。詳細描述乘法運算的步驟和邏輯實現，通過真值表和邏輯表達式進行驗證，并畫出邏輯電路圖。思考該乘法器在計算機運算和數字信號處理中的性能和資源需求。3、（本題5分）使用比較器和鎖存器設計一個數字電路，能夠實現對輸入信號的邊沿檢測和數據鎖存。分析邊沿檢測的原理和鎖存器的工作方式，以及如何在電路中準確地捕捉信號的上升沿或下降沿，并可靠地鎖存數據。4、（本題5分）有一個使用D觸發(fā)器的數字電路，分析D觸發(fā)器的工作原理和特性，給出其在存儲數據和保持狀態(tài)方面的優(yōu)勢。通過一個具體的電路示例，展示D觸發(fā)器的應用，并畫出時序圖進行解釋。5、（本題5分）設計一個異步時序電路，用于實現一個簡單的自動售貨機控制系統(tǒng)。分析售貨機的工作流程和異步控制邏輯，討論如何處理貨幣投入、商品選擇和找零等操作，以及如何保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和響應速度。三、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）詳細說明計數器的分類和工作方式，以及如何設計一個特定進制的計數器。2、（本題5分）深入解釋在數字電路的電磁敏感性測試中，測試的方法和提高敏感性的措施。3、（本題5分）在數字邏輯電路中，說明如何利用觸發(fā)器實現存儲功能，比較不同類型觸發(fā)器（如D觸發(fā)器、JK觸發(fā)器等）的特性和應