學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁益陽師范高等專科學(xué)校《數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)》

2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共30個(gè)小題，每小題1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、編碼器是一種常見的數(shù)字邏輯電路，它可以將多個(gè)輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為較少位的輸出編碼。以下關(guān)于編碼器的描述，錯(cuò)誤的是（）A.優(yōu)先編碼器在多個(gè)輸入同時(shí)有效時(shí)，會(huì)根據(jù)優(yōu)先級(jí)確定輸出編碼B.普通編碼器不允許多個(gè)輸入同時(shí)有效，否則會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤輸出C.編碼器的輸入數(shù)量一定大于輸出數(shù)量D.編碼器只能將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制編碼2、除法運(yùn)算在數(shù)字邏輯中也有相應(yīng)的實(shí)現(xiàn)方法。以下關(guān)于除法運(yùn)算的描述，錯(cuò)誤的是（）A.恢復(fù)余數(shù)法和不恢復(fù)余數(shù)法是常見的除法運(yùn)算算法B.除法運(yùn)算可以通過減法和移位操作來實(shí)現(xiàn)C.除法運(yùn)算的速度通常比乘法運(yùn)算快D.除法運(yùn)算在數(shù)字電路中的實(shí)現(xiàn)相對復(fù)雜，需要考慮更多的細(xì)節(jié)3、在數(shù)字電路中，使用ROM（只讀存儲(chǔ)器）存儲(chǔ)一個(gè)8位的乘法表，需要多大容量的ROM？（）A.8×8位B.8×16位C.16×8位D.16×16位4、已知一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)采用8位二進(jìn)制補(bǔ)碼表示整數(shù)，那么其能表示的數(shù)值范圍是多少？（）A.-128到127B.-255到255C.-256到255D.0到2555、在數(shù)字電路中，使用比較器比較兩個(gè)4位二進(jìn)制數(shù)的大小時(shí)，如果兩個(gè)數(shù)相等，輸出的比較結(jié)果是什么？（）A.00B.01C.10D.116、對于一個(gè)同步時(shí)序邏輯電路，若輸入信號(hào)在時(shí)鐘脈沖有效沿之后發(fā)生變化，對輸出有影響嗎？（）A.有B.沒有C.不確定D.以上都有可能7、在數(shù)字系統(tǒng)中，能夠?qū)⑤斎氲牟⑿袛?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)輸出的電路是？（）A.計(jì)數(shù)器B.移位寄存器C.編碼器D.譯碼器8、數(shù)字邏輯中的編碼方式有多種，如8421碼、格雷碼等。以下關(guān)于這些編碼方式的特點(diǎn)描述，正確的是（）A.8421碼是一種有權(quán)碼，每一位的權(quán)值固定B.格雷碼相鄰兩個(gè)編碼之間只有一位發(fā)生變化C.8421碼和格雷碼都可以直接進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算D.不同的編碼方式適用于不同的應(yīng)用場景，沒有優(yōu)劣之分9、在數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)中，卡諾圖是一種用于化簡邏輯函數(shù)的工具。對于一個(gè)四變量的邏輯函數(shù)，如何使用卡諾圖進(jìn)行化簡？（）A.將邏輯函數(shù)表示為卡諾圖中的方格，通過合并相鄰的方格化簡邏輯函數(shù)B.將邏輯函數(shù)表示為卡諾圖中的線條，通過連接線條化簡邏輯函數(shù)C.不確定D.卡諾圖不能用于四變量邏輯函數(shù)的化簡10、已知一個(gè)JK觸發(fā)器的J=0，K=1，在時(shí)鐘脈沖的下降沿到來時(shí)，觸發(fā)器的輸出狀態(tài)會(huì)如何變化？（）A.置1B.置0C.保持不變D.翻轉(zhuǎn)11、在數(shù)字邏輯電路的故障診斷中，有多種方法可以使用。以下關(guān)于故障診斷方法的描述，錯(cuò)誤的是（）A.可以通過觀察電路的輸出信號(hào)是否符合預(yù)期來判斷是否存在故障B.可以使用邏輯分析儀等工具對電路中的信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測和分析C.可以采用替換法，逐個(gè)更換可能故障的元器件來確定故障位置D.故障診斷只需要依靠經(jīng)驗(yàn)和直覺，不需要遵循任何科學(xué)的方法和流程12、假設(shè)正在設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，用于實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡單的有限狀態(tài)機(jī)（FSM）。如果狀態(tài)數(shù)量較少，并且狀態(tài)轉(zhuǎn)換關(guān)系明確，以下哪種方法描述FSM是最直觀和易于理解的？（）A.狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖B.狀態(tài)轉(zhuǎn)換表C.用硬件描述語言編寫代碼D.以上方法的直觀性和易理解性相同13、加法器是數(shù)字電路中用于實(shí)現(xiàn)加法運(yùn)算的重要部件。在半加器和全加器中，以下關(guān)于半加器的描述中，錯(cuò)誤的是（）A.半加器不考慮來自低位的進(jìn)位B.半加器的輸出包括本位和以及向高位的進(jìn)位C.半加器可以由異或門和與門組成D.半加器的功能比全加器簡單14、在一個(gè)采用正邏輯的數(shù)字系統(tǒng)中，若用高電平表示邏輯1，低電平表示邏輯0，那么以下哪種電平組合表示邏輯與運(yùn)算的結(jié)果為1？（）A.兩個(gè)輸入均為高電平B.兩個(gè)輸入均為低電平C.一個(gè)輸入為高電平，一個(gè)輸入為低電平D.以上都不對15、在數(shù)字系統(tǒng)中，信號(hào)完整性是影響系統(tǒng)性能的重要因素。以下關(guān)于信號(hào)完整性的描述，錯(cuò)誤的是（）A.信號(hào)反射、串?dāng)_和電磁干擾會(huì)影響信號(hào)完整性B.增加信號(hào)的上升時(shí)間可以減少信號(hào)反射C.合理的布線和端接可以改善信號(hào)完整性D.信號(hào)完整性問題只在高速數(shù)字系統(tǒng)中存在，低速系統(tǒng)中可以忽略16、在數(shù)字系統(tǒng)中，總線是用于傳輸數(shù)據(jù)和信息的重要通道。以下關(guān)于總線特點(diǎn)的描述中，錯(cuò)誤的是（）A.可以連接多個(gè)設(shè)備B.總線的數(shù)據(jù)傳輸是并行的C.總線上的數(shù)據(jù)傳輸需要遵循特定的協(xié)議D.同一時(shí)刻只能有一個(gè)設(shè)備向總線發(fā)送數(shù)據(jù)17、在數(shù)字邏輯的發(fā)展過程中，不斷有新的技術(shù)和方法出現(xiàn)。以下關(guān)于數(shù)字邏輯發(fā)展趨勢的描述，錯(cuò)誤的是（）A.集成度越來越高，芯片的功能越來越強(qiáng)大B.工作速度不斷提高，能夠處理更高速的信號(hào)C.功耗越來越低，符合節(jié)能環(huán)保的要求D.發(fā)展逐漸停滯，已經(jīng)沒有太多的創(chuàng)新空間18、在數(shù)字電路的測試中，故障診斷是一項(xiàng)重要的任務(wù)。以下關(guān)于數(shù)字電路故障診斷的方法，不正確的是（）A.可以通過觀察電路的輸出信號(hào)來判斷是否存在故障B.可以使用邏輯分析儀來檢測電路中的信號(hào)C.對電路進(jìn)行仿真可以預(yù)測可能出現(xiàn)的故障D.故障診斷只能在電路制作完成后進(jìn)行，無法在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行19、想象一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)中，需要對輸入的8位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行編碼，將其轉(zhuǎn)換為3位的二進(jìn)制編碼。在選擇編碼方式時(shí)，需要考慮編碼的唯一性和容錯(cuò)性等因素。以下哪種編碼方式可能是最合適的？（）A.格雷碼，相鄰數(shù)值的編碼只有一位不同，具有良好的容錯(cuò)性B.8421碼，是常見的二進(jìn)制編碼方式，但相鄰數(shù)值變化可能多位不同C.余3碼，在8421碼基礎(chǔ)上加上3得到，計(jì)算復(fù)雜D.隨機(jī)編碼，編碼方式不固定，難以保證唯一性和規(guī)律20、對于一個(gè)由多個(gè)與非門組成的組合邏輯電路，若其中一個(gè)輸入信號(hào)發(fā)生變化，輸出信號(hào)的變化時(shí)間取決于什么？（）A.門的延遲B.信號(hào)的傳播路徑C.輸入信號(hào)的變化幅度D.以上都是21、考慮數(shù)字邏輯中的數(shù)據(jù)選擇器，假設(shè)一個(gè)系統(tǒng)需要從8個(gè)輸入數(shù)據(jù)中根據(jù)3位選擇信號(hào)選擇一個(gè)輸出。以下哪種數(shù)據(jù)選擇器能夠滿足這個(gè)需求？（）A.4選1數(shù)據(jù)選擇器B.8選1數(shù)據(jù)選擇器C.16選1數(shù)據(jù)選擇器D.32選1數(shù)據(jù)選擇器22、在數(shù)字邏輯電路中，若要實(shí)現(xiàn)一個(gè)能對兩個(gè)4位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行相加并產(chǎn)生進(jìn)位輸出的加法器，以下哪種集成電路芯片可能是最合適的選擇？（）A.74LS85B.74LS138C.74LS151D.74LS16123、數(shù)字邏輯中的編碼器可以將多個(gè)輸入信號(hào)編碼為較少的輸出信號(hào)。一個(gè)16線-4線編碼器，當(dāng)輸入為特定值時(shí)，輸出的二進(jìn)制編碼是什么？（）A.根據(jù)編碼器的編碼規(guī)則確定輸出編碼B.輸出編碼是隨機(jī)的C.不確定D.根據(jù)編碼器的類型判斷24、在數(shù)字邏輯中，可編程邏輯器件（PLD）為數(shù)字電路的設(shè)計(jì)提供了很大的靈活性。以下關(guān)于PLD的描述中，不正確的是（）A.可以通過編程實(shí)現(xiàn)不同的邏輯功能B.包括可編程陣列邏輯（PAL）和通用陣列邏輯（GAL）等C.編程后不能再修改D.適用于小批量、快速開發(fā)的數(shù)字電路設(shè)計(jì)25、加法器是數(shù)字電路中進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算的重要部件。以下關(guān)于加法器的描述，不正確的是（）A.半加器不考慮低位的進(jìn)位B.全加器考慮低位的進(jìn)位C.串行加法器的運(yùn)算速度比并行加法器快D.可以通過多個(gè)全加器級(jí)聯(lián)構(gòu)成多位加法器26、在數(shù)字電路中，若要實(shí)現(xiàn)一個(gè)能將并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)的電路，并且數(shù)據(jù)在時(shí)鐘的上升沿進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以下哪種觸發(fā)器較為合適？（）A.D觸發(fā)器B.JK觸發(fā)器C.T觸發(fā)器D.以上都可以27、在數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)中，寄存器可以存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。一個(gè)8位寄存器，能夠存儲(chǔ)的最大二進(jìn)制數(shù)是多少？（）A.255B.256C.不確定D.根據(jù)寄存器的類型判斷28、對于數(shù)字電路中的加法運(yùn)算，假設(shè)要實(shí)現(xiàn)兩個(gè)8位有符號(hào)二進(jìn)制數(shù)的加法，并且需要考慮溢出的情況。以下哪種方法最適合檢測溢出？（）A.檢查最高位的進(jìn)位B.比較和與操作數(shù)的符號(hào)C.使用專門的溢出檢測電路D.以上方法結(jié)合使用29、已知一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)的輸入為8位二進(jìn)制數(shù)，若要對其進(jìn)行奇偶校驗(yàn)并產(chǎn)生校驗(yàn)位，以下哪種方式能夠在硬件實(shí)現(xiàn)上更節(jié)省資源？（）A.使用組合邏輯電路B.使用時(shí)序邏輯電路C.使用計(jì)數(shù)器D.使用移位寄存器30、對于數(shù)字電路中的編碼器，假設(shè)一個(gè)系統(tǒng)需要將8個(gè)不同的輸入信號(hào)編碼為3位二進(jìn)制代碼。在這種情況下，以下哪種編碼器能夠滿足要求并且具有較好的性能？（）A.普通編碼器B.優(yōu)先編碼器C.二進(jìn)制編碼器D.十進(jìn)制編碼器二、分析題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）用數(shù)字邏輯電路實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡單的編碼器，將8個(gè)輸入信號(hào)編碼為3位二進(jìn)制輸出。仔細(xì)分析編碼器的工作流程，包括輸入信號(hào)的優(yōu)先級(jí)處理、編碼規(guī)則的確定以及邏輯電路的實(shí)現(xiàn)方式，研究不同編碼方式對電路性能的影響。2、（本題5分）給定一個(gè)由多個(gè)比較器、加法器和寄存器組成的數(shù)字控制系統(tǒng)，分析系統(tǒng)的控制邏輯和輸出響應(yīng)，確定系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。討論在數(shù)字控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問題和解決方案。3、（本題5分）給定一個(gè)由多個(gè)比較器和邏輯門組成的數(shù)字選擇系統(tǒng)，分析系統(tǒng)的選擇邏輯和輸出結(jié)果，計(jì)算系統(tǒng)的復(fù)雜度和延遲。討論在數(shù)據(jù)路由和多路復(fù)用中的應(yīng)用和優(yōu)化策略。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，能夠?qū)崿F(xiàn)對輸入的視頻信號(hào)進(jìn)行壓縮編碼。分析視頻壓縮的基本原理和算法，如幀內(nèi)預(yù)測、幀間預(yù)測等，以及在數(shù)字電路中實(shí)現(xiàn)這些算法的關(guān)鍵技術(shù)和挑戰(zhàn)。5、（本題5分）給定一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)的電磁兼容性（EMC）測試報(bào)告，分析系統(tǒng)在電磁干擾方面存在的問題。提出改進(jìn)電路設(shè)計(jì)和布線的措施，以增強(qiáng)系統(tǒng)的電磁兼容性，減少對外界的干擾和自身的抗干擾能力。三、簡答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）說明在數(shù)字邏輯中如何進(jìn)行邏輯函數(shù)的邏輯化簡中的吸收律和消去律的應(yīng)用。2、（本題5分）詳細(xì)闡述如何用邏輯門實(shí)現(xiàn)一個(gè)除法器，包括商和余數(shù)的計(jì)算。3、（本題5分）闡述數(shù)字邏輯中數(shù)據(jù)選擇器和數(shù)據(jù)分配器的可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)，如冗余設(shè)計(jì)和錯(cuò)誤檢測與糾正機(jī)