青海大學(xué)《數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)A》2023-2024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頁青海大學(xué)

《數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)A》2023-2024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、加法器是數(shù)字電路中進(jìn)行加法運(yùn)算的重要部件。在半加器和全加器中，以下說法不正確的是（）A.半加器不考慮低位的進(jìn)位，而全加器需要考慮B.多個半加器可以組合成一個全加器C.全加器的進(jìn)位輸出只與當(dāng)前的輸入有關(guān)，與之前的運(yùn)算結(jié)果無關(guān)D.半加器和全加器都可以用邏輯門實現(xiàn)2、在數(shù)字系統(tǒng)中，能夠?qū)⑤斎氲牟⑿袛?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)輸出的電路是？（）A.計數(shù)器B.移位寄存器C.編碼器D.譯碼器3、對于一個由多個邏輯門組成的電路，已知輸入信號A、B、C的變化順序為000->001->010->011，輸出信號的變化順序為1->0->1->0，該電路實現(xiàn)的是什么邏輯功能？（）A.與B.或C.非D.異或4、用卡諾圖化簡邏輯函數(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'5、已知一個10位的A/D轉(zhuǎn)換器，輸入模擬電壓范圍為0-5V，若輸入電壓為2.5V，轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量大約是多少？（）A.512B.256C.1024D.以上都不對6、當(dāng)研究數(shù)字邏輯中的計數(shù)器的編碼方式時，格雷碼在某些情況下具有獨(dú)特的優(yōu)勢。假設(shè)在一個對計數(shù)順序準(zhǔn)確性要求較高的系統(tǒng)中，使用格雷碼的主要原因是（）A.編碼簡單B.相鄰計數(shù)狀態(tài)只有一位變化C.可以表示更多的狀態(tài)D.便于進(jìn)行數(shù)值運(yùn)算7、若一個邏輯函數(shù)的最簡與或表達(dá)式為F=A+B'C，則其對偶式為？（）A.F'=(A'+B)C'B.F'=A'(B+C')C.F'=(A'+B')CD.F'=A(B'+C)8、考慮數(shù)字邏輯中的計數(shù)器的級聯(lián)，假設(shè)將兩個模10的計數(shù)器級聯(lián)組成一個更大的計數(shù)器。以下關(guān)于級聯(lián)后的計數(shù)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9、對于一個同步清零的計數(shù)器，在清零信號有效時，計數(shù)器的狀態(tài)會立即變?yōu)槎嗌伲浚ǎ〢.0B.最大計數(shù)值C.隨機(jī)值D.保持不變10、考慮到一個數(shù)字系統(tǒng)的時鐘信號生成，時鐘的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性對于整個系統(tǒng)的正常運(yùn)行至關(guān)重要。假設(shè)需要設(shè)計一個能夠產(chǎn)生穩(wěn)定、高精度時鐘信號的電路，同時要考慮到功耗和成本的限制。以下哪種時鐘生成技術(shù)在滿足這些要求方面表現(xiàn)最為出色？（）A.晶體振蕩器B.環(huán)形振蕩器C.電感電容振蕩器D.壓控振蕩器11、在數(shù)字邏輯中，若要檢測一個電路是否存在靜態(tài)冒險，可通過觀察其：（）A.真值表B.卡諾圖C.邏輯表達(dá)式D.以上均可12、在數(shù)字邏輯電路中，三態(tài)門具有特殊的功能。以下關(guān)于三態(tài)門的描述中，正確的是（）A.輸出有高電平、低電平和高阻態(tài)三種狀態(tài)B.三態(tài)門常用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸C.三態(tài)門的控制端控制輸出的狀態(tài)D.以上都是13、若一個計數(shù)器的計數(shù)狀態(tài)從0000依次遞增到1111，然后又回到0000重新開始計數(shù)，這是一個多少進(jìn)制的計數(shù)器？（）A.4B.8C.10D.1614、在數(shù)字邏輯設(shè)計中，若要實現(xiàn)邏輯函數(shù)F=AB+AC，最簡的與非-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))'15、已知一個數(shù)字系統(tǒng)采用異步復(fù)位，當(dāng)復(fù)位信號有效時，系統(tǒng)會立即進(jìn)入什么狀態(tài)？（）A.初始狀態(tài)B.隨機(jī)狀態(tài)C.保持當(dāng)前狀態(tài)D.不確定16、考慮一個由與非門組成的基本RS觸發(fā)器，當(dāng)R=0，S=1時，觸發(fā)器的輸出狀態(tài)為：（）A.置0B.置1C.保持不變D.不確定17、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18、在數(shù)字邏輯的組合邏輯電路分析中，假設(shè)給定一個復(fù)雜的組合邏輯電路的真值表。以下哪種方法可以幫助快速確定其邏輯表達(dá)式（）A.觀察法B.卡諾圖法C.試錯法D.以上方法都不可靠19、在數(shù)字電路中，用卡諾圖化簡邏輯函數(shù)時，如果相鄰的最小項可以合并，那么最少需要幾個相鄰的最小項才能進(jìn)行合并？（）A.2B.4C.8D.1620、考慮一個數(shù)字電路中的比較器，用于比較兩個二進(jìn)制數(shù)的大小。如果要比較兩個8位的二進(jìn)制數(shù)，以下哪種比較器的設(shè)計方案可能是最直接有效的？（）A.使用多個1位比較器級聯(lián)B.構(gòu)建一個專用的8位比較器電路C.通過邏輯運(yùn)算實現(xiàn)比較功能D.利用計數(shù)器判斷兩個數(shù)的大小21、在數(shù)字邏輯中，加法器是基本的運(yùn)算電路。假設(shè)我們正在研究加法器的實現(xiàn)。以下關(guān)于加法器的描述，哪一項是不正確的？（）A.半加器可以實現(xiàn)兩個一位二進(jìn)制數(shù)的加法，不考慮進(jìn)位輸入B.全加器可以實現(xiàn)兩個一位二進(jìn)制數(shù)的加法，并考慮進(jìn)位輸入C.多位加法器可以通過級聯(lián)多個全加器來實現(xiàn)D.加法器的運(yùn)算速度與位數(shù)無關(guān)，只取決于所用的邏輯門的速度22、時序邏輯電路與組合邏輯電路不同，它具有記憶功能，能夠存儲過去的輸入信息。以下關(guān)于時序邏輯電路的描述，錯誤的是（）A.觸發(fā)器是時序邏輯電路的基本存儲單元，常見的有D觸發(fā)器、JK觸發(fā)器等B.時序邏輯電路的輸出不僅取決于當(dāng)前的輸入，還與電路的過去狀態(tài)有關(guān)C.時序邏輯電路可以用狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖、狀態(tài)表等方式進(jìn)行描述D.時序邏輯電路的設(shè)計比組合邏輯電路簡單，不需要考慮復(fù)雜的時序關(guān)系23、已知邏輯函數(shù)F=A'B+AB'+A'C，其最簡或與表達(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、已知邏輯函數(shù)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25、觸發(fā)器是時序邏輯電路的基本存儲單元。關(guān)于基本RS觸發(fā)器，以下說法不正確的是（）A.基本RS觸發(fā)器存在不定狀態(tài)，在實際應(yīng)用中應(yīng)盡量避免B.基本RS觸發(fā)器可以由兩個與非門或者兩個或非門構(gòu)成C.基本RS觸發(fā)器的輸入信號直接控制輸出狀態(tài)的改變D.基本RS觸發(fā)器的輸出狀態(tài)在時鐘脈沖的上升沿或下降沿發(fā)生變化26、在數(shù)字邏輯中，利用中規(guī)模集成電路（MSI）可以構(gòu)建更復(fù)雜的邏輯電路。例如，使用計數(shù)器和譯碼器可以構(gòu)建順序脈沖發(fā)生器。以下關(guān)于順序脈沖發(fā)生器的描述，正確的是：（）A.可以產(chǎn)生固定頻率的脈沖序列B.輸出脈沖的寬度是固定的C.輸出脈沖的順序是隨機(jī)的D.可以根據(jù)需要產(chǎn)生特定順序的脈沖27、已知邏輯函數(shù)F=(A+B)(C+D)(E+F)，用卡諾圖化簡后，最簡表達(dá)式為？（）A.A+C+EB.B+D+FC.A+D+ED.以上都不對28、在數(shù)字邏輯電路的功耗優(yōu)化中，假設(shè)一個移動設(shè)備中的數(shù)字電路需要降低功耗以延長電池壽命。可以從電路結(jié)構(gòu)、工作電壓和時鐘管理等多個方面進(jìn)行優(yōu)化。以下哪種功耗優(yōu)化策略在移動設(shè)備中通常能夠帶來最顯著的效果？（）A.電源門控B.多閾值電壓技術(shù)C.動態(tài)時鐘門控D.以上都是29、對于一個12位的逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器，完成一次轉(zhuǎn)換所需的時鐘脈沖個數(shù)大約為：（）A.12個B.24個C.48個D.不確定30、在數(shù)字電路中，競爭冒險現(xiàn)象可能會導(dǎo)致電路輸出出現(xiàn)錯誤。以下關(guān)于競爭冒險產(chǎn)生原因的描述中，不正確的是（）A.信號傳輸延遲B.邏輯門的傳輸時間不一致C.輸入信號的變化同時到達(dá)邏輯門D.電路的設(shè)計不合理二、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）使用乘法器和加法器設(shè)計一個數(shù)字電路，能夠?qū)崿F(xiàn)對兩個多項式的乘法運(yùn)算。分析多項式乘法的算法和硬件實現(xiàn)，考慮系數(shù)的表示和運(yùn)算過程中的進(jìn)位處理，以及如何優(yōu)化電路以提高運(yùn)算效率。2、（本題5分）用數(shù)字邏輯實現(xiàn)一個簡單的糾錯編碼電路，例如漢明碼。深入剖析糾錯編碼的原理和生成、校驗算法的邏輯實現(xiàn)，解釋如何檢測和糾正傳輸過程中的錯誤。3、（本題5分）有一個數(shù)字通信系統(tǒng)中的糾錯編碼模塊，如卷積碼。分析卷積碼的編碼和解碼原理，設(shè)計相應(yīng)的數(shù)字電路實現(xiàn)糾錯功能。探討如何根據(jù)不同的通信要求選擇合適的卷積碼參數(shù)和提高糾錯性能。4、（本題5分）設(shè)計一個數(shù)字電路，能夠?qū)⑤斎氲?位格雷碼轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制碼。詳細(xì)分析格雷碼和二進(jìn)制碼之間的轉(zhuǎn)換規(guī)則，以及在電路中實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換所需要的邏輯運(yùn)算和門電路的連接方式。5、（本題5分）利用數(shù)字邏輯設(shè)計一個數(shù)字圖像銳化電路，能夠增強(qiáng)圖像的邊緣和細(xì)節(jié)。詳細(xì)闡述圖像銳化的算法和邏輯實現(xiàn)，分析銳化效果的評估和參數(shù)調(diào)整方法。三、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）說明在數(shù)字系統(tǒng)中如何進(jìn)行存儲器的讀寫控制，保證數(shù)據(jù)的正確讀寫操作。2、（本題5分）闡述數(shù)字邏輯中移位寄存器的左移和右移操作的實現(xiàn)方式，以及在數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用。3、（本題5分）解釋數(shù)字邏輯中的三態(tài)門的工作原理和應(yīng)用場景，為什么需要三態(tài)門。4、（本題5分）闡述數(shù)字邏