四川西南航空職業(yè)學(xué)院《數(shù)字邏輯與計(jì)算機(jī)組成原理》2023-2024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(xiàn)…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁(yè)，共3頁(yè)四川西南航空職業(yè)學(xué)院《數(shù)字邏輯與計(jì)算機(jī)組成原理》

2023-2024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)字電路中，觸發(fā)器的類(lèi)型多種多樣。以下關(guān)于觸發(fā)器的描述，不正確的是（）A.D觸發(fā)器在時(shí)鐘脈沖的上升沿將輸入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到輸出端B.JK觸發(fā)器具有置0、置1、保持和翻轉(zhuǎn)的功能C.T觸發(fā)器在時(shí)鐘脈沖作用下，輸出狀態(tài)總是翻轉(zhuǎn)D.不同類(lèi)型的觸發(fā)器可以相互轉(zhuǎn)換2、考慮一個(gè)同步時(shí)序邏輯電路，若其輸出不僅取決于當(dāng)前的輸入，還取決于電路的內(nèi)部狀態(tài)，那么該電路屬于：（）A.Moore型電路B.Mealy型電路C.無(wú)法確定D.以上都不是3、當(dāng)研究數(shù)字邏輯中的鎖存器時(shí)，假設(shè)一個(gè)鎖存器在輸入信號(hào)消失后仍然保持其輸出狀態(tài)。以下關(guān)于鎖存器的特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)景，哪個(gè)說(shuō)法是正確的（）A.常用于臨時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)B.不能用于數(shù)據(jù)的同步C.輸出狀態(tài)只能由時(shí)鐘信號(hào)改變D.以上說(shuō)法都不正確4、組合邏輯電路的輸出僅取決于當(dāng)前的輸入。假設(shè)我們正在設(shè)計(jì)一個(gè)組合邏輯電路。以下關(guān)于組合邏輯電路的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.加法器、編碼器、譯碼器等都是常見(jiàn)的組合邏輯電路B.組合邏輯電路可能會(huì)產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)現(xiàn)象，導(dǎo)致輸出出現(xiàn)短暫的錯(cuò)誤脈沖C.可以使用卡諾圖來(lái)化簡(jiǎn)組合邏輯電路的邏輯表達(dá)式，以減少門(mén)電路的數(shù)量D.組合邏輯電路中不存在反饋回路，其輸出不會(huì)影響輸入5、在組合邏輯電路中，若輸入信號(hào)A從0變?yōu)?，同時(shí)輸入信號(hào)B從1變?yōu)?，而輸出信號(hào)在這個(gè)過(guò)程中沒(méi)有發(fā)生變化，可能的原因是？（）A.存在競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)B.電路設(shè)計(jì)錯(cuò)誤C.輸出與輸入無(wú)關(guān)D.以上都有可能6、在數(shù)字電路中，若要實(shí)現(xiàn)一個(gè)能將輸入的10位二進(jìn)制數(shù)的高5位和低5位交換位置的電路，以下哪種方法較為簡(jiǎn)單？（）A.使用多個(gè)數(shù)據(jù)選擇器B.通過(guò)邏輯運(yùn)算C.利用移位寄存器D.以上都不是7、對(duì)于一個(gè)5位的二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，若初始狀態(tài)為00000，經(jīng)過(guò)18個(gè)時(shí)鐘脈沖后，計(jì)數(shù)器的狀態(tài)是多少？（）A.10010B.10001C.01001D.001008、對(duì)于一個(gè)JK觸發(fā)器，若J=1，K=0，在時(shí)鐘脈沖作用下，其輸出狀態(tài)為？（）A.置0B.置1C.保持不變D.翻轉(zhuǎn)9、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10、在數(shù)字電路中，觸發(fā)器的觸發(fā)方式有多種。以下關(guān)于觸發(fā)器觸發(fā)方式的描述中，不正確的是（）A.電平觸發(fā)方式在觸發(fā)信號(hào)為高電平時(shí)有效B.邊沿觸發(fā)方式在上升沿或下降沿時(shí)有效C.主從觸發(fā)方式可以避免空翻現(xiàn)象D.所有的觸發(fā)器都可以采用以上三種觸發(fā)方式11、在一個(gè)數(shù)字電路中，需要實(shí)現(xiàn)一個(gè)邏輯函數(shù)F=AB+CD。為了簡(jiǎn)化電路，使用卡諾圖進(jìn)行化簡(jiǎn)。以下關(guān)于卡諾圖化簡(jiǎn)的描述，哪個(gè)是正確的？（）A.卡諾圖可以直觀(guān)地顯示邏輯函數(shù)的最小項(xiàng)，方便進(jìn)行合并化簡(jiǎn)B.卡諾圖只能用于化簡(jiǎn)變量較少的邏輯函數(shù)，對(duì)于多變量函數(shù)效果不佳C.卡諾圖化簡(jiǎn)后的結(jié)果一定是最簡(jiǎn)的邏輯表達(dá)式，無(wú)需進(jìn)一步優(yōu)化D.卡諾圖的繪制和化簡(jiǎn)過(guò)程復(fù)雜，不如直接使用公式法化簡(jiǎn)12、將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)可以使用除2取余法。關(guān)于除2取余法的步驟，以下描述不正確的是（）A.將十進(jìn)制數(shù)除以2，取余數(shù)作為二進(jìn)制數(shù)的最低位B.不斷將商除以2，直到商為0C.除2取余的順序是從高位到低位D.將所得的余數(shù)從右到左排列，即可得到二進(jìn)制數(shù)13、D觸發(fā)器是一種常見(jiàn)的觸發(fā)器類(lèi)型，具有簡(jiǎn)單的邏輯功能。關(guān)于D觸發(fā)器的工作原理和特點(diǎn)，以下描述錯(cuò)誤的是（）A.D觸發(fā)器在時(shí)鐘脈沖的上升沿或下降沿將輸入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到輸出端B.D觸發(fā)器的輸出只取決于當(dāng)前的輸入數(shù)據(jù)，與之前的狀態(tài)無(wú)關(guān)C.D觸發(fā)器可以通過(guò)組合邏輯電路來(lái)實(shí)現(xiàn)D.D觸發(fā)器在數(shù)字電路中的應(yīng)用非常廣泛，但性能不如其他類(lèi)型的觸發(fā)器14、在數(shù)字邏輯中，時(shí)序邏輯電路的輸出不僅取決于當(dāng)前的輸入，還取決于電路的內(nèi)部狀態(tài)。以下關(guān)于時(shí)序邏輯電路的特點(diǎn)，描述錯(cuò)誤的是（）A.時(shí)序邏輯電路中一定包含存儲(chǔ)元件，如觸發(fā)器B.時(shí)序邏輯電路的輸出變化是按照一定的時(shí)鐘節(jié)拍進(jìn)行的C.時(shí)序邏輯電路的功能比組合邏輯電路更復(fù)雜，但應(yīng)用范圍相對(duì)較窄D.分析和設(shè)計(jì)時(shí)序邏輯電路需要考慮時(shí)鐘信號(hào)、狀態(tài)轉(zhuǎn)換等因素15、D觸發(fā)器是一種常見(jiàn)的觸發(fā)器，其特點(diǎn)是在時(shí)鐘脈沖作用下，輸出跟隨輸入變化。對(duì)于D觸發(fā)器，以下描述錯(cuò)誤的是（）A.D觸發(fā)器可以由JK觸發(fā)器轉(zhuǎn)換而來(lái)B.D觸發(fā)器的邏輯功能比JK觸發(fā)器簡(jiǎn)單C.D觸發(fā)器常用于數(shù)據(jù)的鎖存和同步D.D觸發(fā)器的輸出狀態(tài)在每個(gè)時(shí)鐘脈沖到來(lái)時(shí)都一定會(huì)翻轉(zhuǎn)16、在數(shù)字邏輯電路的優(yōu)化設(shè)計(jì)中，假設(shè)一個(gè)邏輯電路可以通過(guò)多種方式實(shí)現(xiàn)相同的功能。以下哪個(gè)因素通常是優(yōu)化時(shí)首要考慮的（）A.電路的復(fù)雜程度B.元器件的成本C.電路的速度D.以上因素同等重要17、對(duì)于一個(gè)采用上升沿觸發(fā)的D觸發(fā)器，若在時(shí)鐘上升沿到來(lái)之前，D輸入端的值發(fā)生變化，那么觸發(fā)器的輸出會(huì)受到影響嗎？（）A.會(huì)B.不會(huì)C.取決于變化的時(shí)間D.以上都不對(duì)18、已知一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)的工作頻率為200MHz，其時(shí)鐘周期是多少納秒？（）A.5B.2C.0.5D.0.219、當(dāng)研究數(shù)字邏輯中的只讀存儲(chǔ)器（ROM）時(shí)，假設(shè)需要存儲(chǔ)一個(gè)8×8的真值表。以下關(guān)于ROM的容量和地址線(xiàn)、數(shù)據(jù)線(xiàn)的數(shù)量，哪個(gè)是正確的（）A.容量為64位，地址線(xiàn)8條，數(shù)據(jù)線(xiàn)8條B.容量為8位，地址線(xiàn)64條，數(shù)據(jù)線(xiàn)1條C.容量為64位，地址線(xiàn)3條，數(shù)據(jù)線(xiàn)8條D.容量為8位，地址線(xiàn)8條，數(shù)據(jù)線(xiàn)1條20、在數(shù)字邏輯中，異步時(shí)序電路的同步方式與同步時(shí)序電路不同。以下關(guān)于異步時(shí)序電路的描述中，錯(cuò)誤的是（）A.異步時(shí)序電路中，各觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)不同步B.異步時(shí)序電路的速度比同步時(shí)序電路快C.異步時(shí)序電路的設(shè)計(jì)和分析比較復(fù)雜D.異步時(shí)序電路中可能會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定的狀態(tài)二、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）解釋什么是數(shù)字邏輯中的同步電路的時(shí)鐘偏差，以及對(duì)電路的影響和解決方法。2、（本題5分）在數(shù)字系統(tǒng)中，解釋如何利用數(shù)字邏輯實(shí)現(xiàn)圖像和視頻處理中的像素操作和顏色空間轉(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)字邏輯電路的電磁兼容性（EMC）設(shè)計(jì)，包括布線(xiàn)規(guī)則和屏蔽措施。4、（本題5分）深入分析在數(shù)字邏輯電路的故障模擬中，常用的故障模型和模擬方法有哪些。5、（本題5分）解釋在數(shù)字邏輯中組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路的區(qū)別，并分別舉例說(shuō)明其在實(shí)際應(yīng)用中的場(chǎng)景。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)譯碼器，將12位二進(jìn)制輸入信號(hào)譯碼為4096個(gè)輸出信號(hào)。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)組合邏輯電路，判斷一個(gè)21位二進(jìn)制數(shù)是否為特定類(lèi)型的完全數(shù)。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)譯碼器，將21位二進(jìn)制輸入信號(hào)譯碼為2097152個(gè)輸出信號(hào)。4、（本題5分）使用計(jì)數(shù)器和移位寄存器設(shè)計(jì)一個(gè)能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的循環(huán)存儲(chǔ)和讀取的電路，畫(huà)出邏輯圖和工作原理。5、（本題5分）使用計(jì)數(shù)器和比較器設(shè)計(jì)一個(gè)能在特定范圍內(nèi)計(jì)數(shù)的電路，例如5-10，畫(huà)出邏輯圖和計(jì)數(shù)條件。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)包含組合邏輯和時(shí)序邏輯的數(shù)字系統(tǒng)，分析其在不同輸入條件下的輸出響應(yīng)。繪制時(shí)序圖，解釋信號(hào)的傳播延遲、建立時(shí)間和保持時(shí)間等概念對(duì)系統(tǒng)性能的影響，探討如何優(yōu)化系統(tǒng)以提高工作速度。2、（本題10分）