陜西電子信息職業(yè)技術(shù)學院《數(shù)據(jù)運維與管理》2023-2024學年第一學期期末試卷

學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁陜西電子信息職業(yè)技術(shù)學院《數(shù)據(jù)運維與管理》

2023-2024學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共25個小題，每小題1分，共25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、考慮到一個基于現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計，需要將高級語言描述的算法轉(zhuǎn)換為硬件實現(xiàn)。在這個過程中，需要綜合考慮資源利用、性能和實現(xiàn)難度等因素。以下哪種硬件描述語言在FPGA設(shè)計中應(yīng)用最為廣泛？（）A.VHDLB.VerilogC.SystemVerilogD.C++2、在數(shù)字邏輯電路的實現(xiàn)中，可編程邏輯器件（PLD）如CPLD和FPGA得到了廣泛的應(yīng)用。以下關(guān)于可編程邏輯器件的描述，錯誤的是（）A.CPLD結(jié)構(gòu)簡單，適合實現(xiàn)規(guī)模較小的邏輯電路B.FPGA具有更高的靈活性和集成度，適合復雜的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計C.可編程邏輯器件在使用前需要進行編程，可以通過硬件描述語言或原理圖輸入等方式D.一旦可編程邏輯器件被編程，就不能再進行修改，除非更換器件3、在數(shù)字邏輯電路中，數(shù)據(jù)選擇器可以實現(xiàn)多路數(shù)據(jù)的選擇輸出。一個8選1數(shù)據(jù)選擇器，需要多少個控制信號？（）A.3個B.4個C.不確定D.根據(jù)數(shù)據(jù)選擇器的類型判斷4、在數(shù)字通信系統(tǒng)中，數(shù)字邏輯也發(fā)揮著重要的作用。以下關(guān)于數(shù)字通信中數(shù)字邏輯的描述，錯誤的是（）A.數(shù)字調(diào)制和解調(diào)可以通過數(shù)字邏輯電路來實現(xiàn)B.糾錯編碼和解碼需要用到數(shù)字邏輯的運算C.數(shù)字通信中的信號處理和傳輸都離不開數(shù)字邏輯D.數(shù)字邏輯在數(shù)字通信中的應(yīng)用非常簡單，不需要深入研究5、在數(shù)字邏輯中，要用Verilog語言實現(xiàn)一個3位的加法器，以下哪種方式是常見的？（）A.使用模塊B.使用任務(wù)C.使用函數(shù)D.以上都可以6、在數(shù)字電路中，下列哪種邏輯門的輸出不僅取決于當前的輸入，還取決于之前的輸出狀態(tài)？（）A.與門B.或門C.非門D.觸發(fā)器7、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)信號為高電平時有效B.邊沿觸發(fā)方式在上升沿或下降沿時有效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8、已知一個8選1數(shù)據(jù)選擇器，地址輸入端有3位，當輸入地址為101時，輸出的數(shù)據(jù)是哪個輸入通道的數(shù)據(jù)？（）A.第1個B.第3個C.第5個D.第7個9、在一個數(shù)字電路中，使用了多個觸發(fā)器來存儲數(shù)據(jù)。關(guān)于觸發(fā)器的工作特性，以下哪種描述是準確的？（）A.D觸發(fā)器在時鐘上升沿時根據(jù)輸入值改變狀態(tài)B.JK觸發(fā)器在輸入J=K=1時，會保持原狀態(tài)C.T觸發(fā)器只有在輸入為1時才改變狀態(tài)D.以上觸發(fā)器的描述都不準確10、若要設(shè)計一個能對60進制進行計數(shù)的計數(shù)器，至少需要多少個觸發(fā)器？（）A.6B.7C.8D.911、在數(shù)字電路的優(yōu)化設(shè)計中，以下關(guān)于面積和速度的權(quán)衡的描述，錯誤的是（）A.有時為了提高速度，可能會增加電路的面積B.減少面積通常會導致速度的降低C.可以通過巧妙的設(shè)計同時實現(xiàn)面積的減小和速度的提高D.在任何情況下，都應(yīng)該優(yōu)先考慮面積的減小而不是速度的提高12、假設(shè)要設(shè)計一個數(shù)字電路來判斷一個8位二進制數(shù)是否為偶數(shù)。在實現(xiàn)這個功能時，需要考慮邏輯門的使用和電路的簡化。以下哪種方法可能是最直接有效的？（）A.對二進制數(shù)的最低位進行判斷，如果為0則是偶數(shù)，使用一個與門即可B.將二進制數(shù)除以2，判斷余數(shù)是否為0，需要使用復雜的除法電路C.對二進制數(shù)進行逐位與運算，根據(jù)結(jié)果判斷，會使用較多的邏輯門D.先將二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進制，再判斷是否能被2整除，涉及復雜的轉(zhuǎn)換電路13、對于一個由與門和或門組成的組合邏輯電路，若輸入信號發(fā)生變化，輸出信號的變化是否存在延遲？（）A.是B.否C.不確定D.取決于電路結(jié)構(gòu)14、在數(shù)字邏輯電路中，譯碼器用于將輸入的編碼轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的輸出信號。假設(shè)設(shè)計一個3線-8線譯碼器，當輸入為000時，以下哪個輸出狀態(tài)是正確的？（）A.只有第0個輸出為1，其余為0B.只有第7個輸出為1，其余為0C.所有輸出都為1D.所有輸出都為015、編碼器是一種將輸入信號轉(zhuǎn)換為編碼輸出的組合邏輯電路。以下關(guān)于編碼器的說法，錯誤的是（）A.普通編碼器在多個輸入同時有效時，可能會產(chǎn)生錯誤的輸出B.優(yōu)先編碼器可以解決普通編碼器的輸入沖突問題C.編碼器可以將十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制編碼D.編碼器的輸出位數(shù)總是與輸入信號的數(shù)量相同16、在數(shù)字系統(tǒng)中，能夠根據(jù)地址選擇信號將輸入數(shù)據(jù)分配到不同輸出端的電路是？（）A.編碼器B.譯碼器C.數(shù)據(jù)分配器D.數(shù)據(jù)選擇器17、在數(shù)字邏輯設(shè)計中，若要實現(xiàn)一個能檢測輸入的4位二進制數(shù)中是否有奇數(shù)個1的電路，最少需要使用幾個異或門？（）A.1B.2C.3D.418、組合邏輯電路的輸出僅取決于當前的輸入。假設(shè)我們正在設(shè)計一個組合邏輯電路。以下關(guān)于組合邏輯電路的描述，哪一項是不準確的？（）A.加法器、編碼器、譯碼器等都是常見的組合邏輯電路B.組合邏輯電路可能會產(chǎn)生競爭冒險現(xiàn)象，導致輸出出現(xiàn)短暫的錯誤脈沖C.可以使用卡諾圖來化簡組合邏輯電路的邏輯表達式，以減少門電路的數(shù)量D.組合邏輯電路中不存在反饋回路，其輸出不會影響輸入19、對于一個同步時序邏輯電路，若時鐘脈沖的頻率為100MHz，那么其狀態(tài)更新的周期是多少納秒？（）A.10B.100C.1000D.1000020、想象一個數(shù)字系統(tǒng)中，需要對輸入的模擬信號進行數(shù)字化處理。以下哪個步驟可能是最先需要進行的？（）A.采樣，按照一定的時間間隔獲取模擬信號的樣本值B.量化，將采樣得到的模擬值轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)字值C.編碼，對量化后的數(shù)字值進行編碼，以便存儲和傳輸D.濾波，去除模擬信號中的噪聲21、在數(shù)字電路中，使用移位寄存器實現(xiàn)串行數(shù)據(jù)到并行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，若要轉(zhuǎn)換8位數(shù)據(jù)，需要多少個時鐘脈沖？（）A.1B.8C.16D.3222、觸發(fā)器是時序邏輯電路的基本存儲單元。在常見的觸發(fā)器類型中，JK觸發(fā)器具有較強的功能。以下關(guān)于JK觸發(fā)器邏輯功能的描述中，不正確的是（）A.當J=1，K=0時，置位B.當J=0，K=1時，復位C.當J=K=1時，翻轉(zhuǎn)D.JK觸發(fā)器的輸出只取決于J和K的輸入，與時鐘脈沖無關(guān)23、在數(shù)字邏輯中，需要對一個邏輯表達式進行化簡并轉(zhuǎn)換成最簡與或表達式。給定表達式F=(A+B)(A'+C)，以下哪種化簡步驟是正確的？（）A.F=A+BCB.F=A+AC+B+BCC.F=A+BD.F=A'+B'24、在學習數(shù)字邏輯的過程中，實踐操作對于理解和掌握知識非常重要。以下關(guān)于數(shù)字邏輯實驗的說法，錯誤的是（）A.通過實驗可以驗證理論知識，加深對數(shù)字邏輯的理解B.實驗中出現(xiàn)錯誤時，應(yīng)仔細分析原因，逐步排查解決C.數(shù)字邏輯實驗只需要在虛擬環(huán)境中進行，不需要實際的硬件操作D.認真記錄實驗數(shù)據(jù)和結(jié)果，有助于總結(jié)經(jīng)驗和提高實驗技能25、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.邏輯表達式D.以上均可二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）解釋在數(shù)字邏輯中如何分析邏輯電路的功耗分布，找出主要的功耗來源。2、（本題5分）解釋數(shù)字邏輯中卡諾圖的作用和使用方法，通過一個具體的邏輯函數(shù)化簡問題來說明卡諾圖的優(yōu)勢和步驟。3、（本題5分）深入解釋在數(shù)字電路的可靠性設(shè)計中，如何考慮噪聲、干擾和溫度等因素對電路性能的影響。4、（本題5分）詳細說明數(shù)字邏輯中加法器和減法器的數(shù)字擴展和小數(shù)處理方法，通過實際計算示例說明其應(yīng)用。三、設(shè)計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計一個將2位十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)的組合邏輯電路，列出真值表，寫出邏輯表達式。2、（本題5分）設(shè)計一個能對輸入的9位二進制數(shù)進行海明碼編碼的邏輯電路，給出邏輯函數(shù)表達式和電路連接。3、（本題5分）設(shè)計一個組合邏輯電路，判斷一個19位二進制數(shù)是否為特定類型的合數(shù)。4、（本題5分）設(shè)計一個數(shù)據(jù)選擇器，根據(jù)10個控制信號從1024個輸入數(shù)據(jù)中選擇一個輸出。5、（本題5分）設(shè)計一個數(shù)據(jù)選擇器，根據(jù)5個控制信號從32個輸入數(shù)據(jù)中選擇一個輸出。四、分析題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）設(shè)計一個數(shù)字電路，能夠檢測輸入的二進制數(shù)序列中是否存在特定的模式。分析模式檢測