自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁廣西工業職業技術學院《數字角色設計實訓》

2023-2024學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個小題，每小題1分，共15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、在數字電路的組合邏輯優化中，假設一個電路的邏輯表達式較為復雜。以下哪種工具或方法能夠最有效地幫助進行優化？（）A.手工推導B.邏輯綜合軟件C.硬件描述語言D.以上方法結合使用2、在數字邏輯中，數制的轉換是一項基本的操作。將十進制數轉換為二進制數時，以下方法錯誤的是（）A.除2取余法，將每次的余數從右往左排列B.不斷將十進制數除以2，直到商為0C.可以先將十進制數轉換為八進制，再將八進制轉換為二進制D.直接按照二進制的位權展開計算3、在數字邏輯中，代碼轉換是常見的操作。以下關于二進制編碼與格雷碼轉換的描述中，錯誤的是（）A.格雷碼是一種無權碼B.二進制碼轉換為格雷碼時，相鄰位的變化只有一位C.格雷碼轉換為二進制碼時，可以通過直接按位轉換實現D.格雷碼常用于減少數字電路中的錯誤4、在數字邏輯設計中，若要實現一個能檢測輸入的4位二進制數中是否有奇數個1的電路，最少需要使用幾個異或門？（）A.1B.2C.3D.45、在數字電路的分析和設計中，建立真值表是重要的步驟之一。以下關于真值表作用的描述中，錯誤的是（）A.可以直觀地反映輸入和輸出之間的邏輯關系B.有助于化簡邏輯函數C.是設計數字電路的唯一依據D.可以驗證邏輯電路的功能是否正確6、考慮一個數字電路中的鎖存器，它能夠在特定條件下存儲數據。以下哪種情況下鎖存器可能會丟失存儲的數據？（）A.電源故障B.控制信號異常C.長時間未刷新D.以上情況都可能導致數據丟失7、對于一個由JK觸發器構成的計數器，若要實現計數范圍為0-7的循環計數，J和K的輸入應該如何設置？（）A.特定的邏輯組合B.隨機設置C.保持不變D.以上都不對8、數字邏輯中的觸發器是時序邏輯電路的基本組成部分。一個D觸發器，在時鐘上升沿到來時，將輸入數據存儲到輸出端。如果當前輸入為高電平，時鐘上升沿到來后，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9、考慮一個數字系統，需要存儲一組8位的數據。如果要實現這個存儲功能，并且能夠隨時讀取和寫入數據，以下哪種存儲器件是最合適的選擇？（）A.觸發器，能夠存儲一位數據B.寄存器，由多個觸發器組成，可以存儲多位數據C.計數器，用于計數操作，也能存儲數據D.移位寄存器，主要用于數據的移位操作10、在數字邏輯中，計數器是常見的時序邏輯電路。如果要設計一個模10的計數器，也就是從0計數到9后重新回到0，以下哪種方法是可行的？（）A.使用4個觸發器，通過反饋邏輯實現B.使用5個觸發器，按照特定順序連接C.使用10個觸發器，每個對應一個計數狀態D.無法用常見的數字邏輯器件實現模10計數器11、對于一個采用正邏輯的數字系統，高電平表示邏輯1，低電平表示邏輯0。當輸入信號為0110時，經過一個非門后的輸出信號是？（）A.1001B.1100C.0011D.101012、想象一個數字系統，需要對兩個4位二進制數進行加法運算，并輸出結果。在設計這個加法器時，需要考慮速度、成本和復雜性等因素。以下哪種加法器結構可能是最合適的？（）A.半加器級聯組成的加法器，結構簡單但速度較慢B.全加器級聯組成的加法器，速度較快但使用的邏輯門較多C.并行加法器，能夠同時處理所有位的相加，速度快但成本高D.利用移位和加法操作實現的加法器，算法復雜但節省硬件資源13、對于一個4位的并行加法器，若兩個加數分別為1010和0101，那么相加的結果是多少？（）A.1111B.1001C.0111D.111014、數字系統的設計需要遵循一定的步驟和方法。假設我們正在設計一個簡單的數字系統。以下關于數字系統設計的描述，哪一項是不準確的？（）A.首先需要明確系統的功能和性能要求，制定詳細的設計方案B.然后進行模塊劃分和邏輯設計，使用硬件描述語言（HDL）進行描述C.設計完成后需要進行仿真驗證，確保系統的功能正確無誤D.數字系統的設計不需要考慮成本和可維護性，只要功能實現即可15、或門是另一種常見的邏輯門，其邏輯功能為只要有一個輸入為高電平，輸出就為高電平。關于或門的特點，以下說法不正確的是（）A.或門的邏輯表達式為Y=A+BB.或門可以用于實現多個條件中只要滿足一個就執行的邏輯C.或門的輸出電平與輸入電平的變化是同步的，沒有延遲D.或門在組合邏輯電路中起著重要的作用，常用于數據選擇和控制信號生成二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）詳細闡述在移位寄存器的應用擴展中，如在數據緩存和流水線中的使用。2、（本題5分）詳細說明數字邏輯中移位寄存器的并行加載和串行加載的特點和應用場景，舉例說明其數據輸入方式的選擇。3、（本題5分）闡述數字邏輯中移位寄存器的存儲單元結構和數據保持特性，舉例說明在數據存儲中的應用。4、（本題5分）闡述數字邏輯中只讀存儲器（ROM）和隨機存取存儲器（RAM）的刷新機制和存儲單元的可靠性，分析其對系統性能的影響。三、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設計一個數字電路，能夠實現對輸入的多位二進制數進行排序，例如冒泡排序或快速排序算法的硬件實現。分析排序算法在數字電路中的實現方式，以及如何優化排序過程的速度和資源利用。2、（本題5分）設計一個數字電路，能夠將輸入的BCD碼轉換為二進制碼。仔細研究BCD碼和二進制碼的轉換規則，說明電路中如何進行位運算和數值轉換。考慮如何處理非法的BCD碼輸入和提高轉換的準確性。3、（本題5分）給定一個數字系統的時序約束文件，分析其中的建立時間、保持時間和時鐘周期等約束條件。探討如何根據時序約束優化電路設計，確保電路在給定的時序要求下正常工作，避免時序違規。4、（本題5分）給定一個數字通信系統中的碼型變換模塊，如NRZI碼到NRZ碼的變換。分析碼型變換的規則和邏輯，設計相應的數字電路實現變換功能。探討如何保證碼型變換的準確性和實時性。5、（本題5分）設計一個數字邏輯電路，將一個8位的二進制數進行反碼轉換。詳細闡述反碼的定義和轉換邏輯，通過真值表和邏輯表達式進行分析，并畫出邏輯電路圖。分析反碼在數字運算和糾錯編碼中的應用。四、設計題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）設計一個能檢測輸入的二十八位二進制數中是否存在連續十五個1的電路，用邏輯門實現，畫出邏輯圖。2、（本