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頁山西應用科技學院《數字化版面設計ndesgn》

2023-2024學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、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、對于一個JK觸發器，當J=0，K=1時，在時鐘脈沖作用下，其輸出狀態為？（）A.置0B.置1C.保持不變D.翻轉2、對于一個由多個與非門組成的組合邏輯電路，若其中一個輸入信號發生變化，輸出信號的變化時間取決于什么？（）A.門的延遲B.信號的傳播路徑C.輸入信號的變化幅度D.以上都是3、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4、在數字邏輯設計中，若要實現一個能判斷輸入的3位二進制數是否大于4的電路，最少需要幾個邏輯門？（）A.2B.3C.4D.55、若一個ROM有10根地址線，8根數據線，則其存儲容量為：（）A.10×8位B.2^10×8位C.10×2^8位D.2^10×2^8位6、時序邏輯電路與組合邏輯電路不同，其輸出不僅取決于當前輸入，還與之前的狀態有關。以下關于時序邏輯電路的描述，不正確的是（）A.觸發器是時序邏輯電路的基本存儲單元B.計數器和寄存器都是常見的時序邏輯電路C.時序邏輯電路在時鐘信號的控制下進行狀態轉換D.時序邏輯電路的輸出變化與輸入的變化是完全同步的7、數字邏輯中的編碼方式有多種，如8421碼、格雷碼等。以下關于這些編碼方式的特點描述，正確的是（）A.8421碼是一種有權碼，每一位的權值固定B.格雷碼相鄰兩個編碼之間只有一位發生變化C.8421碼和格雷碼都可以直接進行算術運算D.不同的編碼方式適用于不同的應用場景，沒有優劣之分8、在數字邏輯中，數制轉換是基本的操作。將二進制數轉換為十進制數時，以下方法錯誤的是（）A.按位權展開相加B.先轉換為十六進制，再轉換為十進制C.直接將每一位乘以2的相應冪次然后相加D.利用特定的轉換公式進行計算9、考慮數字電路中的乘法運算，假設要實現兩個4位二進制數的乘法。以下哪種方法在硬件實現上可能較為復雜但速度較快？（）A.移位相加法B.陣列乘法器C.基于加法器的迭代乘法D.以上方法復雜度相近10、當研究數字邏輯中的時序邏輯電路時，假設一個電路需要根據輸入信號的歷史狀態和當前輸入來確定輸出。以下哪種電路類型最適合實現這種功能？（）A.計數器B.寄存器C.移位寄存器D.狀態機11、在數字邏輯電路中，邏輯門是基本的組成單元。與門、或門和非門是三種常見的基本邏輯門。以下關于這三種邏輯門的功能描述，不正確的是（）A.與門的輸出只有在所有輸入都為1時才為1B.或門的輸出只要有一個輸入為1就為1C.非門的輸出總是與輸入相反D.這三種邏輯門不能組合成其他更復雜的邏輯門12、在數字邏輯電路的功耗優化中，假設一個移動設備中的數字電路需要降低功耗以延長電池壽命。可以從電路結構、工作電壓和時鐘管理等多個方面進行優化。以下哪種功耗優化策略在移動設備中通常能夠帶來最顯著的效果？（）A.電源門控B.多閾值電壓技術C.動態時鐘門控D.以上都是13、假設在一個自動化控制系統中，需要根據多個傳感器的輸入實時計算控制量并輸出。由于系統對響應時間要求極高，需要采用并行處理和流水線技術來提高計算速度。以下哪種數字邏輯實現方式能夠滿足這種高速實時計算的需求？（）A.專用集成電路（ASIC）B.復雜可編程邏輯器件（CPLD）C.現場可編程門陣列（FPGA）D.微控制器（MCU）14、考慮到一個數字圖像處理系統，需要對圖像進行邊緣檢測、特征提取等操作。這些操作通常基于特定的邏輯運算和算法實現。為了提高圖像處理的速度和精度，以下哪種數字邏輯架構最適合用于圖像的并行處理？（）A.多核處理器架構B.圖形處理單元（GPU）架構C.專用數字信號處理器（DSP）架構D.以上都是15、編碼器能夠將輸入的信號轉換為特定的編碼輸出。對于編碼器的工作原理和特點，以下敘述不正確的是（）A.普通編碼器在多個輸入同時有效時，可能會產生錯誤輸出B.優先編碼器會對輸入信號的優先級進行判斷C.編碼器可以將模擬信號轉換為數字信號D.編碼器的輸出編碼位數取決于輸入信號的數量16、在數字電路中，使用譯碼器和與門實現邏輯函數，若譯碼器的輸出有高電平也有低電平，那么最終的輸出由什么決定？（）A.與門的輸入B.譯碼器的輸入C.與門的輸出D.以上都不對17、在數字電路中，若要實現一個能將輸入的8位二進制數除以4的電路，以下哪種方法可行？（）A.右移兩位B.使用除法器芯片C.通過邏輯運算D.以上都不是18、在數字邏輯的教學中，實驗環節對于學生理解和掌握知識非常重要。以下關于數字邏輯實驗的描述，錯誤的是（）A.實驗可以幫助學生驗證理論知識，提高動手能力B.數字邏輯實驗通常包括硬件實驗和軟件仿真實驗C.在實驗中，學生可以自由修改實驗設備和參數，無需遵循任何規則D.實驗報告的撰寫有助于學生總結實驗結果，發現問題并提出改進方案19、假設在一個數字音頻處理系統中，需要對音頻信號進行采樣、量化和編碼。為了保證音頻質量和減少量化誤差，需要選擇合適的數字邏輯電路和算法。以下哪種量化方法在數字音頻處理中通常能夠提供較好的音質？（）A.均勻量化B.非均勻量化C.直接量化D.間接量化20、數字邏輯中的加法器可以進行多位二進制數的相加。一個8位二進制加法器，當兩個輸入都為最大的8位二進制數時，輸出結果會產生幾個進位？（）A.一個進位B.兩個進位C.不確定D.根據加法器的類型判斷21、在數字邏輯中，若要實現一個能產生周期為1ms脈沖信號的電路，時鐘頻率至少需要多少？（）A.1kHzB.1MHzC.1000HzD.1000MHz22、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23、若要實現一個將8421BCD碼轉換為余3碼的電路，應采用？（）A.編碼器B.譯碼器C.加法器D.數值比較器24、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25、當研究數字邏輯中的鎖存器時，假設一個鎖存器在輸入信號消失后仍然保持其輸出狀態。以下關于鎖存器的特點和應用場景，哪個說法是正確的（）A.常用于臨時存儲數據B.不能用于數據的同步C.輸出狀態只能由時鐘信號改變D.以上說法都不正確二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）詳細闡述在數字電路的可靠性強化試驗中，試驗的方法和目的以及效果評估。2、（本題5分）詳細闡述如何用Verilog或VHDL語言描述一個計數器的狀態轉換過程。3、（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。4、（本題5分）詳細闡述如何用硬件描述語言實現一個狀態機的狀態跳轉的條件判斷優化。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）用中規模集成電路設計一個能實現模36異步計數器（具有置數功能）的電路，畫出邏輯圖和狀態轉換圖。2、（本題5分）設計一個組合邏輯電路，對輸入的9位二進制數進行奇偶分組，即奇數位為一組，偶數位為一組，分別進行加法運算，輸出結果為5位二進制數，畫出邏輯圖。3、（本題5分）設計一個能對輸入的兩個四位格雷碼進行加法運算的電路，使用邏輯門，畫出邏輯圖和運算方法。4、（本題5分）設計一個數字電路，能夠判斷輸入的8位二進制數是否為對稱數（如10101010），輸出結果為1表示是，0表示否，畫出邏輯電路圖。5、（本題5分）設計一個能檢測輸入的10位二進制數中是否存在連續的7個1的邏輯電路，寫出詳細的邏輯表達式和設計方法。四、分析題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）給定一個復雜的數字系統，包含多個組合邏輯電路和時序邏輯電路。分析系統的整體功能，確定關鍵的信號路徑和時序關系，評估系統的性能和可靠性。討論