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(yè)，共3頁(yè)廈門(mén)東海職業(yè)技術(shù)學(xué)院

《數(shù)字邏輯與計(jì)算機(jī)組成原理》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20個(gè)小題，每小題2分，共40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、在數(shù)字邏輯中，復(fù)雜可編程邏輯器件（CPLD）和現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列（FPGA）是兩種常見(jiàn)的可編程器件。以下關(guān)于CPLD和FPGA區(qū)別的描述中，不正確的是（）A.CPLD基于乘積項(xiàng)結(jié)構(gòu)，F(xiàn)PGA基于查找表結(jié)構(gòu)B.FPGA的邏輯資源比CPLD豐富C.CPLD的編程速度比FPGA快D.CPLD適合實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的組合邏輯，F(xiàn)PGA適合實(shí)現(xiàn)時(shí)序邏輯2、在數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，需要考慮功耗、速度和面積等性能指標(biāo)之間的平衡。以下關(guān)于這些性能指標(biāo)的描述，錯(cuò)誤的是（）A.降低功耗通常會(huì)導(dǎo)致電路速度變慢或者面積增加B.提高電路速度可能需要增加功耗和面積C.減小電路面積往往會(huì)犧牲功耗和速度性能D.可以在不影響其他性能指標(biāo)的情況下，單獨(dú)優(yōu)化某一個(gè)性能指標(biāo)3、已知一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率為100MHz，則其時(shí)鐘周期為：（）A.10nsB.100nsC.1μsD.10μs4、在數(shù)字邏輯中，若要將一個(gè)十進(jìn)制數(shù)37轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)，其結(jié)果是多少？（）A.100101B.101001C.110101D.1001115、若一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)的輸入信號(hào)頻率為100kHz，經(jīng)過(guò)一個(gè)二分頻電路后，輸出信號(hào)的頻率是多少？（）A.50kHzB.200kHzC.100kHzD.不確定6、想象一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)中，需要對(duì)輸入的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行解碼，將編碼后的信號(hào)恢復(fù)為原始數(shù)據(jù)。以下哪種解碼器可能是最常用的？（）A.二進(jìn)制解碼器，將輸入的二進(jìn)制編碼轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的輸出B.格雷碼解碼器，將格雷碼轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制C.BCD解碼器，將BCD碼轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制D.以上解碼器都很常用，取決于輸入編碼的類(lèi)型7、假設(shè)正在研究數(shù)字邏輯電路中的時(shí)序違規(guī)問(wèn)題，即信號(hào)的建立時(shí)間和保持時(shí)間不滿(mǎn)足要求。這可能導(dǎo)致電路的功能錯(cuò)誤或不穩(wěn)定。為了檢測(cè)和解決時(shí)序違規(guī)，以下哪種方法是常用且有效的？（）A.靜態(tài)時(shí)序分析B.動(dòng)態(tài)時(shí)序仿真C.邏輯綜合優(yōu)化D.以上都是8、假設(shè)要設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)比較器，能夠比較兩個(gè)8位二進(jìn)制數(shù)的大小。以下哪種結(jié)構(gòu)可能是最直接的實(shí)現(xiàn)方式？（）A.使用逐位比較的方法，通過(guò)邏輯門(mén)產(chǎn)生比較結(jié)果B.將兩個(gè)數(shù)相減，根據(jù)結(jié)果的符號(hào)判斷大小C.先將兩個(gè)數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制，然后進(jìn)行比較D.以上方式都不適合實(shí)現(xiàn)比較器9、在數(shù)字系統(tǒng)中，計(jì)數(shù)器的級(jí)聯(lián)可以實(shí)現(xiàn)更大范圍的計(jì)數(shù)。例如，將兩個(gè)4位計(jì)數(shù)器級(jí)聯(lián)，可以得到一個(gè)8位計(jì)數(shù)器。在級(jí)聯(lián)時(shí)，需要注意低位計(jì)數(shù)器的進(jìn)位信號(hào)連接到高位計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)輸入端。當(dāng)?shù)臀挥?jì)數(shù)器從1111計(jì)數(shù)到0000時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)進(jìn)位信號(hào)。以下關(guān)于計(jì)數(shù)器級(jí)聯(lián)的描述，正確的是：（）A.級(jí)聯(lián)后的計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)速度變慢B.級(jí)聯(lián)后的計(jì)數(shù)器的最大計(jì)數(shù)值不變C.級(jí)聯(lián)后的計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘信號(hào)相同D.級(jí)聯(lián)后的計(jì)數(shù)器的工作方式不變10、數(shù)字邏輯中的加法器可以分為串行加法器和并行加法器。串行加法器和并行加法器的主要區(qū)別是什么？（）A.串行加法器逐位進(jìn)行加法運(yùn)算，并行加法器同時(shí)對(duì)多位進(jìn)行加法運(yùn)算B.串行加法器的運(yùn)算速度快，并行加法器的運(yùn)算速度慢C.不確定D.串行加法器和并行加法器沒(méi)有區(qū)別11、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(guò)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(kāi)發(fā)的數(shù)字電路設(shè)計(jì)12、對(duì)于一個(gè)由JK觸發(fā)器構(gòu)成的時(shí)序電路，若要實(shí)現(xiàn)一個(gè)模5的計(jì)數(shù)器，J和K的輸入應(yīng)該如何設(shè)置？（）A.特定的邏輯組合B.隨機(jī)設(shè)置C.保持不變D.以上都不對(duì)13、在數(shù)字邏輯中，數(shù)值比較器用于比較兩個(gè)數(shù)字的大小。以下關(guān)于數(shù)值比較器功能的描述中，不正確的是（）A.可以比較兩個(gè)多位二進(jìn)制數(shù)的大小B.輸出包括大于、小于和等于三種情況C.比較器的位數(shù)決定了能夠比較的數(shù)字的范圍D.數(shù)值比較器只能比較同進(jìn)制的數(shù)字14、考慮到一個(gè)數(shù)字通信系統(tǒng)中的糾錯(cuò)編碼，假設(shè)采用了卷積碼進(jìn)行糾錯(cuò)。卷積碼通過(guò)在編碼過(guò)程中引入冗余信息來(lái)提高糾錯(cuò)能力。以下關(guān)于卷積碼的描述，哪個(gè)是正確的？（）A.編碼和解碼過(guò)程簡(jiǎn)單B.糾錯(cuò)能力有限C.適用于短數(shù)據(jù)塊D.是一種分組碼15、在數(shù)字電路中，觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換由輸入信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)共同決定。假設(shè)我們正在研究觸發(fā)器的工作特性。以下關(guān)于觸發(fā)器的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.D觸發(fā)器在時(shí)鐘上升沿或下降沿時(shí)，將輸入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到輸出端B.JK觸發(fā)器具有置0、置1、保持和翻轉(zhuǎn)四種功能C.T觸發(fā)器在時(shí)鐘信號(hào)作用下，每來(lái)一個(gè)脈沖，輸出狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次D.觸發(fā)器的輸出狀態(tài)只取決于當(dāng)前的輸入信號(hào)，與之前的狀態(tài)無(wú)關(guān)16、在數(shù)字電路中，若要實(shí)現(xiàn)將4位并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)并進(jìn)行發(fā)送，需要用到的器件是：（）A.計(jì)數(shù)器B.數(shù)據(jù)選擇器C.移位寄存器D.編碼器17、在數(shù)字系統(tǒng)中，接口電路用于連接不同的數(shù)字設(shè)備。以下關(guān)于接口電路的功能和要求，不正確的是（）A.接口電路要實(shí)現(xiàn)信號(hào)的轉(zhuǎn)換和匹配B.接口電路要保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院头€(wěn)定性C.接口電路不需要考慮設(shè)備之間的速度差異D.接口電路要符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范18、在數(shù)字邏輯的計(jì)數(shù)器應(yīng)用中，假設(shè)一個(gè)計(jì)數(shù)器被用于產(chǎn)生定時(shí)信號(hào)。以下哪種計(jì)數(shù)器的工作方式最適合實(shí)現(xiàn)精確的定時(shí)功能？（）A.自由運(yùn)行計(jì)數(shù)器B.可預(yù)置計(jì)數(shù)器C.可逆計(jì)數(shù)器D.環(huán)形計(jì)數(shù)器19、編碼器能夠?qū)⑤斎氲男盘?hào)轉(zhuǎn)換為特定的編碼輸出。對(duì)于編碼器的工作原理和特點(diǎn)，以下敘述不正確的是（）A.普通編碼器在多個(gè)輸入同時(shí)有效時(shí)，可能會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤輸出B.優(yōu)先編碼器會(huì)對(duì)輸入信號(hào)的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行判斷C.編碼器可以將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)D.編碼器的輸出編碼位數(shù)取決于輸入信號(hào)的數(shù)量20、在一個(gè)復(fù)雜的數(shù)字系統(tǒng)中，可能會(huì)包含多個(gè)時(shí)鐘域。不同時(shí)鐘域之間的信號(hào)傳輸需要進(jìn)行特殊的處理，以避免出現(xiàn)亞穩(wěn)態(tài)。亞穩(wěn)態(tài)是指信號(hào)在不穩(wěn)定的狀態(tài)停留一段時(shí)間。以下關(guān)于亞穩(wěn)態(tài)的描述，錯(cuò)誤的是：（）A.可以通過(guò)增加同步器來(lái)減少亞穩(wěn)態(tài)的影響B(tài).亞穩(wěn)態(tài)可能導(dǎo)致系統(tǒng)的錯(cuò)誤輸出C.亞穩(wěn)態(tài)的持續(xù)時(shí)間是固定的D.亞穩(wěn)態(tài)在高速數(shù)字系統(tǒng)中更容易出現(xiàn)二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）深入分析在數(shù)字邏輯中的計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)方向控制，如何實(shí)現(xiàn)可逆計(jì)數(shù)功能。2、（本題5分）深入解釋在多路選擇器的設(shè)計(jì)中，如何根據(jù)輸入控制信號(hào)選擇不同的輸入數(shù)據(jù)作為輸出。3、（本題5分）詳細(xì)說(shuō)明數(shù)字邏輯中計(jì)數(shù)器的擴(kuò)展方法，包括級(jí)聯(lián)和并行擴(kuò)展，并分析其對(duì)計(jì)數(shù)范圍和性能的影響。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)全加器，能夠進(jìn)行兩個(gè)256位二進(jìn)制數(shù)的加法運(yùn)算，并輸出結(jié)果和進(jìn)位。2、（本題5分）使用計(jì)數(shù)器和數(shù)據(jù)選擇器設(shè)計(jì)一個(gè)能產(chǎn)生多種不同頻率脈沖信號(hào)的電路，畫(huà)出邏輯圖和頻率分析。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)全加器，能夠進(jìn)行兩個(gè)64位二進(jìn)制數(shù)的加法運(yùn)算，并輸出結(jié)果和進(jìn)位。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)譯碼器，將6位二進(jìn)制輸入信號(hào)譯碼為64個(gè)輸出信號(hào)。5、（本題5分）使用JK觸發(fā)器設(shè)計(jì)一個(gè)同步時(shí)序邏輯電路，實(shí)現(xiàn)一個(gè)模16的可逆計(jì)數(shù)器，畫(huà)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和電路連接。四、分析題（本大題共2個(gè)小題，共20分)1、（本題10分）設(shè)計(jì)