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頁上海第二工業大學

《數值計算與語言實訓》2023-2024學年第二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30個小題，每小題1分，共30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、已知一個8選1數據選擇器，地址輸入端有3位，當輸入地址為101時，輸出的數據是哪個輸入通道的數據？（）A.第1個B.第3個C.第5個D.第7個2、在數字系統中，計數器的級聯可以實現更大范圍的計數。例如，將兩個4位計數器級聯，可以得到一個8位計數器。在級聯時，需要注意低位計數器的進位信號連接到高位計數器的計數輸入端。當低位計數器從1111計數到0000時，會產生一個進位信號。以下關于計數器級聯的描述，正確的是：（）A.級聯后的計數器計數速度變慢B.級聯后的計數器的最大計數值不變C.級聯后的計數器的時鐘信號相同D.級聯后的計數器的工作方式不變3、在數字邏輯的同步時序電路中，時鐘信號起到同步作用。假設一個同步時序電路的時鐘頻率過高，可能會導致以下哪種問題（）A.電路性能提高B.功耗降低C.時序混亂D.以上都不是問題4、假設正在設計一個數字電路，用于實現兩個4位二進制數的乘法運算。如果要采用硬件實現，并且要求速度較快，以下哪種方法是最優的？（）A.使用移位相加的方法，逐步計算乘積B.構建一個乘法器的真值表，通過組合邏輯實現C.利用現有的乘法器集成電路芯片D.以上方法的效果相同，沒有優劣之分5、在數字邏輯中，布爾代數是基礎理論之一。假設我們正在研究一個邏輯電路的表達式化簡。以下關于布爾代數的描述，哪一項是不準確的？（）A.布爾代數中的基本運算包括與（AND）、或（OR）和非（NOT）B.布爾代數的定律和規則可以用于簡化邏輯表達式，減少邏輯門的數量C.布爾代數中的德摩根定律表明，對一個邏輯表達式取反時，與運算和或運算會相互轉換D.布爾代數只能用于處理二值邏輯，即0和1，無法處理多值邏輯6、寄存器是用于存儲一組二進制數據的時序邏輯電路。在寄存器中，以下說法錯誤的是（）A.寄存器可以由多個D觸發器組成B.寄存器可以實現數據的并行輸入和并行輸出C.移位寄存器可以實現數據的左移或右移操作D.寄存器中的數據在斷電后會自動丟失7、在數字邏輯設計中，若要使用PLA（可編程邏輯陣列）實現一個特定的邏輯功能，首先需要進行什么操作？（）A.編程B.布線C.繪制邏輯圖D.以上都不是8、已知一個數字電路的功耗主要由靜態功耗和動態功耗組成，當電路的工作頻率增加時，哪種功耗會顯著增加？（）A.靜態功耗B.動態功耗C.靜態和動態功耗都會增加D.靜態和動態功耗都不變9、在數字系統中，能夠將輸入的二進制代碼轉換為特定輸出信號的電路稱為？（）A.編碼器B.譯碼器C.數據選擇器D.數值比較器10、對于一個PLA器件，其與門陣列和或門陣列的可編程性分別體現在哪里？（）A.連接方式B.輸入信號C.輸出信號D.以上都不是11、假設正在設計一個用于圖像處理器的數字邏輯電路，需要對像素數據進行快速的處理和轉換。圖像數據的處理涉及大量的并行運算和邏輯判斷。為了提高處理速度和效率，以下哪種數字邏輯架構最適合這種大規模并行處理的需求？（）A.馮·諾依曼架構B.哈佛架構C.流水線架構D.超標量架構12、計數器在數字系統中有著廣泛的應用。以下關于計數器的描述，不準確的是（）A.計數器可以按照遞增或遞減的方式計數B.異步計數器的計數速度比同步計數器快C.計數器的模值決定了其計數的范圍D.可以通過觸發器和邏輯門來構建計數器13、已知邏輯函數F=AB+AC'+BC，其最簡與或表達式為？（）A.AB+AC'B.AC'+BCC.AB+BCD.以上都不對14、考慮一個數字電路，其輸入和輸出之間存在一定的延遲。如果要減小這種延遲，提高電路的響應速度，以下哪種方法是可行的？（）A.優化電路的布線，減少信號傳輸路徑B.選用速度更快的邏輯門器件C.減少電路中的級數和中間環節D.以上方法都可以有效地減小延遲15、已知一個數字系統的電源電壓為5V，一個邏輯門的輸出低電平最大為0.8V，那么這個低電平是否符合標準的邏輯低電平？（）A.符合B.不符合C.無法確定D.以上都不對16、若一個數字系統的時鐘頻率為50MHz，經過一個四分頻電路后，輸出信號的周期是多少？（）A.80nsB.40nsC.20nsD.10ns17、在數字邏輯中，數字系統的可靠性和穩定性是非常重要的。以下關于提高數字系統可靠性的方法，錯誤的是（）A.采用冗余技術，增加備份部件B.優化電路設計，減少競爭冒險C.提高電源穩定性，減少電源噪聲D.為了降低成本，可以使用質量較差的元器件18、在數字邏輯的未來發展趨勢中，以下關于人工智能與數字邏輯的融合的描述，不正確的是（）A.數字邏輯將在人工智能的硬件實現中發揮重要作用B.人工智能的發展將推動數字邏輯技術的創新C.數字邏輯的發展將完全依賴于人工智能的需求D.兩者的融合將為計算領域帶來新的突破和應用19、考慮一個數字電路中的移位寄存器，它可以實現數據的左移、右移和并行輸入輸出。如果需要在每個時鐘脈沖將數據左移一位，并在最右邊補0，以下哪種移位寄存器能夠滿足這個要求？（）A.單向移位寄存器，只能左移B.雙向移位寄存器，可選擇左移或右移C.環形移位寄存器，數據循環移動D.以上移位寄存器都可以實現20、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21、假設要設計一個數字電路來檢測一個8位二進制數中1的個數是否大于4。以下哪種方法可能是最有效的？（）A.使用逐位判斷和計數器來統計1的個數，然后進行比較B.將二進制數轉換為十進制，然后與4比較C.通過復雜的邏輯運算直接得出結果，不進行計數D.無法通過簡單的數字電路實現此功能22、在數字邏輯電路中，若要實現一個能對兩個4位二進制數進行相加并產生進位輸出的加法器，以下哪種集成電路芯片可能是最合適的選擇？（）A.74LS85B.74LS138C.74LS151D.74LS16123、在數字電路中，使用比較器比較兩個8位無符號數的大小時，若第一個數大于第二個數，輸出結果是什么？（）A.00B.01C.10D.1124、在數字邏輯中，移位寄存器不僅可以進行數據的移位操作，還可以用于實現數據的存儲和串行-并行轉換。一個8位移位寄存器，在時鐘脈沖的作用下，將數據10101010串行輸入，經過4個時鐘脈沖后，寄存器中的數據為：（）A.10101010B.01010101C.10100000D.0000101025、可編程邏輯器件（PLD）為數字電路設計提供了靈活性。假設我們正在使用PLD進行設計。以下關于PLD的描述，哪一項是不準確的？（）A.可編程邏輯陣列（PLA）、可編程陣列邏輯（PAL）和通用陣列邏輯（GAL）都屬于PLDB.PLD可以通過編程實現特定的邏輯功能，減少硬件設計的復雜性C.復雜可編程邏輯器件（CPLD）和現場可編程門陣列（FPGA）在結構和性能上有很大的差異D.一旦PLD被編程，就無法再次修改其邏輯功能26、數字邏輯中的狀態機有多種類型，如摩爾型和米利型。假設一個狀態機用于檢測輸入序列中連續的1，以下哪種類型的狀態機更適合？（）A.摩爾型B.米利型C.兩者都可以D.兩者都不適合27、數字邏輯中的全加器可以實現三個一位二進制數的相加。一個全加器的輸入為A=0，B=1，進位C_in=1，那么輸出的和S和進位C_out分別是多少？（）A.S=0，C_out=1B.S=1，C_out=0C.不確定D.根據其他因素判斷28、假設正在設計一個數字電路，用于實現一個簡單的有限狀態機（FSM）。如果狀態數量較少，并且狀態轉換關系明確，以下哪種方法描述FSM是最直觀和易于理解的？（）A.狀態轉換圖B.狀態轉換表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29、在數字邏輯中，鎖存器和觸發器都可以存儲數據，但它們在工作方式上有一定的區別。鎖存器在使能信號有效時，數據可以隨時寫入；而觸發器只有在時鐘沿到來時，數據才會被寫入。以下關于鎖存器和觸發器的描述，錯誤的是：（）A.鎖存器的抗干擾能力比觸發器強B.觸發器比鎖存器更適合用于同步系統C.鎖存器和觸發器都可以用于存儲一位數據D.鎖存器的功耗一般比觸發器低30、對于一個T觸發器，在時鐘脈沖作用下，當T=1時，觸發器的輸出將：（）A.翻轉B.置0C.置1D.保持不變二、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，能夠對輸入的兩個32位二進制數進行快速加法運算，采用并行加法器的結構。詳細分析并行加法器的工作原理和邏輯，說明電路中如何實現多位數據的同時相加和進位處理。2、（本題5分）設計一個數字邏輯電路，用于檢測一個12位二進制數中是否存在連續的六個0。詳細闡述設計思路，通過邏輯表達式和真值表進行分析，并畫出邏輯電路圖。探討該電路在數據檢測和錯誤診斷中的應用和優化。3、（本題5分）給定一個數字通信系統中的調制解調模塊，如ASK、FSK、PSK調制解調。分析調制解調的原理和算法，設計相應的數字電路實現調制和解調功能。探討如何根據通信信道的特性選擇合適的調制解調方式。4、（本題5分）設計一個異步時序電路，用于實現一個簡單的搶答器系統。分析搶答器的功能需求和異步電路的實現方式，討論如何避免競爭冒險和保證系統的公平性和穩定性。5、（本題5分）設計一個數字電路，能夠對輸入的視頻數據進行運動檢測。分析運動檢測的算法和實現方式，如幀差法或背景減除法，以及如何在數字電路中處理視頻數據的幀間差異，檢測出物體的運動區域。三、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）說明在數字系統中如何進行數字信號的時分復用和解復用。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）詳細說明在計數器和定時器的區別與聯系，以及它們在數字系統中的不同應用。4、（本題5分）詳細闡述在數字電路的可靠性