河南大學(xué)《計(jì)算力學(xué)》2023-2024學(xué)年第二學(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，共3頁河南大學(xué)

《計(jì)算力學(xué)》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題2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、已知邏輯函數(shù)F=(A+B)(C+D)，其反函數(shù)為？（）A.F'=(A'B')(C'D')B.F'=A'B'+C'D'C.F'=(A'+B')(C'+D')D.F'=A'B'C'D'2、在數(shù)字邏輯的組合邏輯電路分析中，假設(shè)給定一個(gè)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(cuò)法D.以上方法都不可靠3、考慮一個(gè)由D觸發(fā)器構(gòu)成的移位寄存器，若要實(shí)現(xiàn)串行輸入并行輸出，至少需要幾個(gè)D觸發(fā)器？（）A.2個(gè)B.4個(gè)C.8個(gè)D.16個(gè)4、D觸發(fā)器是一種常見的觸發(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)鐘脈沖到來時(shí)都一定會(huì)翻轉(zhuǎn)5、在數(shù)字邏輯電路的實(shí)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(cuò)誤的是（）A.CPLD結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適合實(shí)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(fù)雜的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)C.可編程邏輯器件在使用前需要進(jìn)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(jìn)行修改，除非更換器件6、對(duì)于一個(gè)由多個(gè)D觸發(fā)器組成的移位寄存器，若要實(shí)現(xiàn)循環(huán)左移功能，需要如何修改電路？（）A.改變時(shí)鐘信號(hào)B.改變輸入信號(hào)C.增加反饋回路D.以上都不對(duì)7、在數(shù)字系統(tǒng)中，能夠?qū)⑤斎氲亩M(jìn)制代碼轉(zhuǎn)換為特定輸出信號(hào)的電路稱為？（）A.編碼器B.譯碼器C.數(shù)據(jù)選擇器D.數(shù)值比較器8、對(duì)于一個(gè)由與非門組成的基本邏輯電路，若輸入為A=1，B=0，則輸出為：（）A.1B.0C.不確定D.取決于其他輸入9、對(duì)于一個(gè)同步時(shí)序電路，如果時(shí)鐘脈沖的占空比發(fā)生變化，對(duì)電路的工作會(huì)產(chǎn)生什么影響？（）A.可能導(dǎo)致誤動(dòng)作B.不會(huì)有任何影響C.影響輸出的穩(wěn)定性D.以上都不對(duì)10、若要將一個(gè)8位的二進(jìn)制數(shù)擴(kuò)展為16位，同時(shí)保持?jǐn)?shù)值不變，應(yīng)該進(jìn)行什么操作？（）A.在高位補(bǔ)0B.在高位補(bǔ)1C.在低位補(bǔ)0D.在低位補(bǔ)111、數(shù)字邏輯中的編碼器可以分為多種類型，如二進(jìn)制編碼器、十進(jìn)制編碼器等。一個(gè)十進(jìn)制-二進(jìn)制編碼器，當(dāng)輸入為十進(jìn)制數(shù)7時(shí)，輸出的二進(jìn)制編碼是什么？（）A.0111B.1110C.不確定D.根據(jù)編碼器的類型判斷12、考慮一個(gè)由與非門組成的基本RS觸發(fā)器，當(dāng)R=0，S=1時(shí)，觸發(fā)器的輸出狀態(tài)為：（）A.置0B.置1C.保持不變D.不確定13、數(shù)字邏輯中的PAL（可編程陣列邏輯）具有固定的或陣列和可編程的與陣列。假設(shè)設(shè)計(jì)一個(gè)PAL實(shí)現(xiàn)一個(gè)特定的邏輯功能，以下哪個(gè)步驟對(duì)于確保功能的正確性最為關(guān)鍵？（）A.確定或陣列的連接B.編程與陣列的連接C.選擇合適的PAL芯片D.測(cè)試PAL的輸出14、在數(shù)字電路中，對(duì)于一個(gè)上升沿觸發(fā)的D觸發(fā)器，當(dāng)D輸入在時(shí)鐘上升沿到來之前為0，在上升沿時(shí)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015、在數(shù)字邏輯中，若要實(shí)現(xiàn)一個(gè)能產(chǎn)生周期為1ms脈沖信號(hào)的電路，時(shí)鐘頻率至少需要多少？（）A.1kHzB.1MHzC.1000HzD.1000MHz二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）詳細(xì)說明數(shù)字邏輯中異步時(shí)序電路和同步時(shí)序電路的區(qū)別，舉例說明它們?cè)诓煌瑧?yīng)用場(chǎng)景中的優(yōu)缺點(diǎn)。2、（本題5分）深入解釋在數(shù)字電路的可靠性設(shè)計(jì)中，如何考慮噪聲、干擾和溫度等因素對(duì)電路性能的影響。3、（本題5分）深入分析在數(shù)字電路設(shè)計(jì)中，如何使用卡諾圖來化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)，給出具體的化簡(jiǎn)步驟，并舉例說明其優(yōu)勢(shì)。三、分析題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）給定一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)中的狀態(tài)機(jī)，具有多個(gè)狀態(tài)和狀態(tài)轉(zhuǎn)換條件。詳細(xì)分析狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)圖和轉(zhuǎn)換邏輯，設(shè)計(jì)相應(yīng)的數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)狀態(tài)的存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)換。探討如何避免狀態(tài)機(jī)的死鎖和不穩(wěn)定狀態(tài)。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)同步時(shí)序電路，用于實(shí)現(xiàn)一個(gè)有限脈沖響應(yīng)（FIR）濾波器。分析濾波器的系數(shù)計(jì)算和電路實(shí)現(xiàn)，考慮如何在數(shù)字電路中高效地完成乘法和累加操作，以及如何保證濾波器的穩(wěn)定性和性能。3、（本題5分）有一個(gè)數(shù)字電路，使用JK觸發(fā)器和與非門實(shí)現(xiàn)狀態(tài)機(jī)。分析狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換和輸出邏輯，給出狀態(tài)圖和邏輯表達(dá)式。通過具體的輸入序列，驗(yàn)證狀態(tài)機(jī)的功能和性能。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)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(shí)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）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字邏輯電路，用于將格雷碼轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制碼。詳細(xì)闡述轉(zhuǎn)換的方法和邏輯過程，通過真值表和邏輯表達(dá)式進(jìn)行分析，并畫出邏輯電路圖。探討格雷碼與二進(jìn)制碼相互轉(zhuǎn)換在數(shù)字系統(tǒng)中的意義和應(yīng)用。四、設(shè)計(jì)題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）設(shè)計(jì)一個(gè)譯碼