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頁上海海洋大學

《邏輯與幽默》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20個小題，每小題1分，共20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、在數字電路中，若要將一個4位的并行數據轉換為串行數據輸出，以下哪種方法是可行的？（）A.使用數據選擇器B.使用移位寄存器C.使用加法器D.使用計數器2、D觸發器是一種常見的觸發器，其特點是在時鐘脈沖作用下，輸出跟隨輸入變化。對于D觸發器，以下描述錯誤的是（）A.D觸發器可以由JK觸發器轉換而來B.D觸發器的邏輯功能比JK觸發器簡單C.D觸發器常用于數據的鎖存和同步D.D觸發器的輸出狀態在每個時鐘脈沖到來時都一定會翻轉3、在數字系統中，三態門常用于實現總線的連接。以下關于三態門的描述中，不正確的是（）A.三態門有高電平、低電平和高阻態三種輸出狀態B.三態門可以實現多個設備共享數據總線C.當三態門處于高阻態時，相當于與總線斷開D.三態門的控制信號決定了其輸出狀態4、對于一個由多個計數器級聯組成的大計數器，其計數范圍是各個計數器計數范圍的什么？（）A.乘積B.和C.差D.以上都不對5、在數字系統中，總線是用于傳輸數據和信息的重要通道。以下關于總線特點的描述中，錯誤的是（）A.可以連接多個設備B.總線的數據傳輸是并行的C.總線上的數據傳輸需要遵循特定的協議D.同一時刻只能有一個設備向總線發送數據6、在數字邏輯中，可編程邏輯器件（PLD）為電路設計提供了更大的靈活性。以下關于PLD的描述，錯誤的是（）A.PLD可以通過編程來實現不同的邏輯功能B.CPLD（復雜可編程邏輯器件）和FPGA（現場可編程門陣列）是常見的PLD類型C.PLD的編程過程復雜，需要專業的硬件知識和工具D.一旦對PLD進行編程，其邏輯功能就不能再更改7、在數字邏輯中，競爭冒險是一種可能出現的現象，會導致電路輸出出現不正確的尖峰脈沖。以下關于競爭冒險的描述，錯誤的是（）A.競爭冒險通常發生在組合邏輯電路中，由于信號傳輸延遲不一致導致B.可以通過增加冗余項、引入選通脈沖等方法消除競爭冒險C.競爭冒險只會影響電路的輸出信號，不會對整個系統的功能造成嚴重影響D.所有的數字邏輯電路都存在競爭冒險現象，無法完全避免8、當設計一個數字邏輯電路來實現一個乘法運算時，假設輸入為兩個4位二進制數。以下哪種方法可能是實現該乘法運算的可行途徑（）A.使用加法器和移位寄存器B.僅使用邏輯門搭建C.利用計數器實現D.以上方法都不可行9、已知一個邏輯函數的卡諾圖，其中有四個相鄰的1格，可進行合并簡化，則合并后得到的乘積項包含幾個變量？（）A.2B.3C.4D.不確定10、在數字電路中，能夠將輸入的特定代碼轉換為相應的輸出信號以控制外部設備的電路是？（）A.編碼器B.譯碼器C.數據分配器D.控制器11、假設正在分析一個組合邏輯電路的功能，已知其輸入為A、B、C，輸出為Y。通過真值表得到了輸入和輸出的對應關系。以下哪種方法可以最直觀地描述該電路的邏輯功能？（）A.邏輯表達式，用與、或、非等運算表示B.邏輯電路圖，展示門電路的連接C.波形圖，顯示輸入輸出隨時間的變化D.文字描述，詳細說明輸入輸出的關系12、在數字電路中，若要對一個8位二進制數進行取反操作，可使用：（）A.與門B.或門C.非門D.異或門13、在數字邏輯中，異步復位和同步復位是兩種常見的復位方式。假設一個時序電路，在復位信號有效的情況下，以下哪種復位方式能夠更可靠地將電路狀態初始化？（）A.異步復位B.同步復位C.兩者效果相同D.取決于具體電路14、在一個數字電路中，需要對兩個4位的二進制數進行加法運算。為了實現這個加法功能，并且能夠處理可能產生的進位，以下哪種加法器結構可能是最優的選擇？（）A.半加器，只能處理兩個一位二進制數相加B.全加器，考慮低位進位進行加法C.串行進位加法器，低位向高位逐位進位D.超前進位加法器，提前計算進位減少延遲15、數字邏輯中的加法器可以實現兩個二進制數的相加。一個4位二進制加法器，當兩個輸入都為最大的4位二進制數時，輸出結果會產生進位嗎？（）A.會產生進位B.不會產生進位C.不確定D.根據加法器的類型判斷16、想象一個數字系統中，需要對輸入的數字信號進行編碼，以提高數據傳輸的效率和可靠性。以下哪種編碼方式可能是最優的考慮？（）A.曼徹斯特編碼，每個時鐘周期都有跳變，便于同步但效率較低B.差分曼徹斯特編碼，解決了曼徹斯特編碼的部分缺點，但實現復雜C.NRZ編碼，簡單直接但同步困難D.以上編碼方式各有優缺點，需要根據具體應用選擇17、在數字邏輯中，已知一個JK觸發器的J=1，K=0，在時鐘脈沖的上升沿到來時，觸發器的輸出狀態會如何變化？（）A.置1B.置0C.保持不變D.翻轉18、在一個數字電路中，需要實現一個邏輯函數，通過使用硬件描述語言（HDL）進行描述。以下哪種HDL可能是最常用的？（）A.VHDL（VeryHighSpeedIntegratedCircuitHardwareDescriptionLanguage），語法嚴格，適合大型設計B.Verilog，語法簡潔，應用廣泛C.SystemVerilog，是Verilog的擴展，功能更強大但學習難度大D.以上HDL都很常用，選擇取決于個人偏好和項目需求19、在數字電路中，信號的傳輸可能會受到延遲的影響。假設一個邏輯電路中，信號經過多個邏輯門的傳輸延遲不同，這可能會導致以下哪種問題？（）A.競爭冒險B.時序錯誤C.功耗增加D.輸出信號失真20、在數字邏輯中，若要將一個4位并行輸入的數值轉換為串行輸出，需要使用以下哪種電路？（）A.計數器B.編碼器C.譯碼器D.移位寄存器二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）深入解釋在數字電路的靜電防護器件選擇中，依據的參數和性能特點。2、（本題5分）解釋在數字系統中什么是數字鎖相環，以及它在時鐘同步中的應用。3、（本題5分）在數字電路設計中，解釋如何進行數字邏輯電路的靜電防護設計，包括器件選型和電路布局的考慮。4、（本題5分）解釋在數字邏輯中如何分析組合邏輯電路的競爭-冒險現象，并通過修改邏輯表達式消除。5、（本題5分）解釋在數字系統中什么是數字信號的采樣定理，以及如何確定合適的采樣頻率。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設計一個數字電路，能夠將輸入的6位二進制數轉換為余3碼，給出邏輯表達式和電路連接。2、（本題5分）設計一個能產生000-111循環序列的計數器電路，采用JK觸發器實現，畫出邏輯圖和狀態轉換圖。3、（本題5分）設計一個能將余3碼轉換為8421BCD碼的轉換電路，畫出邏輯圖和轉換步驟。4、（本題5分）使用D觸發器設計一個同步時序邏輯電路，實現一個模14的加法計數器，畫出狀態轉換圖和電路原理圖。5、（本題5分）設計一個能將8421BCD碼轉換為2421BCD碼的轉換電路，使用邏輯門，畫出邏輯圖和真值表。四、分析題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）給定一個數字系統的可靠性要求，分析如何通過冗余設計、錯誤檢測和糾正技術來提高系統的可靠性。探討不同可靠性技術的優缺點和適用場景。