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…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁宜賓學院

《數字化相關軟件》2021-2022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20個小題，每小題1分，共20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、在數字邏輯中，若要實現一個能檢測輸入的6位二進制數中是否有連續的3個1的電路，最少需要使用幾個移位寄存器？（）A.1B.2C.3D.42、考慮一個數字電路中的加法器，已知其輸入為兩個8位的二進制數A和B，以及一個進位輸入C_in。如果要計算A+B+C_in的和，并輸出結果S和進位輸出C_out，以下哪種方法可以最有效地實現？（）A.使用多個全加器級聯B.構建一個大型的加法運算電路C.利用軟件算法進行計算，不使用硬件電路D.以上方法的效果相同，可以隨意選擇3、二進制編碼是數字系統中表示信息的重要方式。關于二進制編碼，以下說法不正確的是（）A.8421碼是一種常見的有權碼B.格雷碼相鄰兩個編碼之間只有一位不同C.余3碼是一種無權碼D.無論采用哪種編碼方式，都能唯一表示所有的十進制數4、在數字電路中，若要對一個8位的二進制數進行取模運算，以下哪種方法較為可行？（）A.使用除法器B.通過邏輯運算C.利用計數器D.以上都不是5、加法器是數字電路中進行算術運算的重要部件。以下關于加法器的描述，不正確的是（）A.半加器不考慮低位的進位B.全加器考慮低位的進位C.串行加法器的運算速度比并行加法器快D.可以通過多個全加器級聯構成多位加法器6、數字邏輯是計算機科學與技術的重要基礎，它涉及到數字電路的設計和分析。以下關于數字邏輯中數制的描述，錯誤的是（）A.二進制是計算機中最常用的數制，只有0和1兩個數字B.八進制由0-7這8個數字組成，逢8進1C.十進制是我們日常生活中最常用的數制，逢10進1D.十六進制由0-9和A-F組成，其中A-F分別表示10-15，逢16進1，在數字邏輯中，十六進制常用于表示二進制數，以方便閱讀和書寫7、邏輯門是數字電路的基本單元，常見的邏輯門有與門、或門、非門等。對于與非門和或非門，以下說法錯誤的是（）A.與非門是先進行與運算，然后對結果取非B.或非門是先進行或運算，然后對結果取非C.與非門和或非門都可以由與門、或門和非門組合而成D.與非門和或非門在邏輯功能上是完全相同的8、考慮到一個大規模集成電路的布局布線，假設芯片上集成了數十億個晶體管，需要合理安排它們的位置和連接以減少延遲和功耗。這是一個極其復雜的問題，通常需要借助專業的工具和算法來解決。以下哪個因素在布局布線過程中對性能的影響最大？（）A.晶體管的密度B.布線的長度C.電源和地線的分布D.時鐘樹的設計9、數字邏輯中的鎖存器可以存儲數據。假設一個透明鎖存器，當使能信號為高電平時，輸入數據可以通過鎖存器。如果使能信號一直為高電平，輸入數據頻繁變化，以下哪種情況可能會導致輸出不穩定？（）A.鎖存器的響應速度慢B.輸入信號的噪聲C.電源電壓波動D.以上情況都可能10、數字邏輯中的邏輯門有多種類型，如與門、或門、非門等。一個三輸入與門，當三個輸入都為高電平時，輸出是什么電平？（）A.高電平B.低電平C.不確定D.根據其他因素判斷11、假設正在研究數字電路中的時序問題，即輸入信號和時鐘信號之間的時間關系對電路輸出的影響。以下哪種情況可能導致時序違規？（）A.輸入信號在時鐘上升沿附近變化B.時鐘信號的占空比不穩定C.建立時間和保持時間不滿足要求D.以上情況都可能導致時序違規12、考慮一個同步時序邏輯電路，若其輸出不僅取決于當前的輸入，還取決于電路的內部狀態，那么該電路屬于：（）A.Moore型電路B.Mealy型電路C.無法確定D.以上都不是13、在數字電路中，組合邏輯電路的輸出僅取決于當前的輸入。以下關于組合邏輯電路的描述中，不正確的是（）A.加法器是一種常見的組合邏輯電路B.組合邏輯電路不存在反饋回路C.編碼器和譯碼器都屬于組合邏輯電路D.組合邏輯電路在工作過程中，輸出狀態會隨輸入的變化而不斷改變14、在數字邏輯電路中，使用集成電路芯片構建電路時，需要考慮芯片的引腳功能和連接方式。假設使用一個特定的譯碼器芯片，以下關于芯片引腳的理解和使用，哪個是正確的（）A.所有引腳的功能都是固定的，不能改變B.可以根據需要靈活配置某些引腳的功能C.引腳的連接順序不影響電路功能D.以上說法都不正確15、對于一個4位的二進制加法計數器，從0開始計數，當計數到哪個值時，再輸入一個計數脈沖會產生進位輸出？（）A.1111B.1000C.1001D.111016、若一個T觸發器的輸入為高電平，在時鐘脈沖的作用下，其輸出狀態會怎樣變化？（）A.保持不變B.翻轉C.置1D.置017、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。以下關于時序邏輯電路的描述，錯誤的是（）A.觸發器是時序邏輯電路的基本存儲單元，常見的有D觸發器、JK觸發器等B.時序邏輯電路的輸出不僅取決于當前的輸入，還與電路的過去狀態有關C.時序邏輯電路可以用狀態轉換圖、狀態表等方式進行描述D.時序邏輯電路的設計比組合邏輯電路簡單，不需要考慮復雜的時序關系18、數據選擇器和數據分配器是常用的組合邏輯電路。以下關于它們的描述，錯誤的是（）A.數據選擇器根據選擇控制信號從多個輸入數據中選擇一個輸出B.數據分配器將輸入數據按照指定的方式分配到多個輸出端C.數據選擇器和數據分配器的功能可以相互轉換，通過改變輸入和輸出的連接方式D.數據選擇器和數據分配器在實際應用中很少使用，對數字電路的設計影響不大19、在數字邏輯中，PLD（可編程邏輯器件）和FPGA（現場可編程門陣列）是常用的可編程器件。如果要實現一個復雜的數字邏輯功能，并且對速度和資源利用有較高要求，以下哪種器件更適合？（）A.PLD，其邏輯資源相對較少但速度快B.FPGA，具有豐富的邏輯資源和較高的靈活性C.兩者都不適合，應使用專用集成電路D.取決于具體的功能和設計要求，無法一概而論20、在數字系統中，模/數轉換器（ADC）和數/模轉換器（DAC）起著重要的作用。以下關于ADC轉換精度的描述中，錯誤的是（）A.轉換精度取決于ADC的位數B.位數越多，轉換精度越高C.轉換精度與輸入信號的頻率無關D.轉換精度與參考電壓的穩定性有關二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）詳細說明數字邏輯中計數器的時鐘管理和時鐘分頻技術，分析其在降低系統時鐘頻率和功耗方面的應用。2、（本題5分）在數字電路中，解釋如何分析數字邏輯電路的信號完整性問題，如反射、串擾和電源噪聲，以及解決方法。3、（本題5分）解釋在數字邏輯中如何利用有限狀態機（FSM）來設計一個控制器，舉例說明其應用。4、（本題5分）詳細闡述如何用邏輯門實現一個減法器，考慮借位的處理。5、（本題5分）在數字電路設計中，解釋如何根據給定的狀態轉換圖設計出相應的時序邏輯電路，包括狀態分配和邏輯方程的推導。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設計一個數據選擇器，根據11個控制信號從2048個輸入數據中選擇一個輸出。2、（本題5分）使用移位寄存器和計數器設計一個能產生特定序列脈沖的電路，畫出邏輯圖和時序分析。3、（本題5分）設計一個能對輸入的8位二進制數進行奇偶校驗的電路，輸出校驗結果，用邏輯門實現，畫出邏輯圖。4、（本題5分）用D觸發器和加法器設計一個能實現數據累加并判斷溢出的電路，給出邏輯圖和功能說明。5、（本題5分）使用計數器和數據選擇器設計一個能產生多種不同頻率脈沖信號的電路，畫出邏輯圖和頻率分析。四、分析題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）用數字邏輯實現一個簡單的數字信號壓縮感知電路。深入分析壓縮感知的原理和算法，解釋如何通過數字邏輯實現信號的采樣和壓縮，研究恢復算法和壓縮效果。2、（本