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《邏輯學導論》2023-2024學年第二學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、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、若要將一個8位的二進制數擴展為16位，同時保持數值不變，應該進行什么操作？（）A.在高位補0B.在高位補1C.在低位補0D.在低位補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3、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4、數字邏輯中的譯碼器可以將輸入的二進制代碼轉換為特定的輸出信號。一個3線-8線譯碼器，當輸入為特定的二進制代碼時，有幾個輸出為高電平？（）A.一個B.兩個C.不確定D.根據具體情況判斷5、在數字邏輯設計中，如何判斷一個數字邏輯電路是否存在動態冒險？如果存在動態冒險，如何消除？（）A.通過分析邏輯表達式或卡諾圖判斷是否存在動態冒險，可以通過增加冗余項消除動態冒險B.通過觀察電路的輸入輸出波形判斷是否存在動態冒險，可以通過改變電路的結構消除動態冒險C.不確定D.動態冒險很難判斷和消除6、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7、對于一個同步時序邏輯電路，若狀態轉換圖中有8個狀態，至少需要幾個觸發器來表示這些狀態？（）A.2B.3C.4D.58、在數字邏輯中，奇偶發生器和奇偶校驗器用于處理數據的奇偶性。假設我們正在使用奇偶發生器和校驗器。以下關于奇偶發生器和校驗器的描述，哪一項是不正確的？（）A.奇偶發生器根據輸入數據生成相應的奇偶位，使整個數據的奇偶性符合要求B.奇偶校驗器檢查輸入數據的奇偶性是否正確，如果不正確則輸出錯誤信號C.奇偶發生器和校驗器可以使用邏輯門電路實現D.奇偶發生器和校驗器在任何情況下都能保證數據傳輸的絕對正確性，不會出現誤判9、假設正在研究數字電路中的競爭冒險現象，即在電路的輸入信號變化瞬間，由于門電路的傳輸延遲可能導致輸出出現不應有的尖峰脈沖。以下哪種方法可以有效地消除競爭冒險？（）A.接入濾波電容，吸收尖峰脈沖B.修改邏輯設計，避免同時變化的輸入C.增加冗余項，改變邏輯函數D.以上方法都可以用于消除競爭冒險10、想象一個數字系統中，需要實現一個有限脈沖響應（FIR）濾波器。以下哪種實現方式可能是最常見的？（）A.使用乘法器和加法器構建直接型FIR濾波器B.采用遞歸結構實現FIR濾波器，節省硬件資源C.利用查找表實現FIR濾波器，提高速度D.以上方式都不常用于實現FIR濾波器11、對于一個同步時序邏輯電路的狀態表，若存在兩個狀態在同一輸入下轉換到同一后繼狀態，則這兩個狀態是？（）A.等價狀態B.不等價狀態C.不確定D.以上都不對12、已知邏輯函數F=(A+B)(C+D)(E+F)，用卡諾圖化簡后，最簡表達式為？（）A.A+C+EB.B+D+FC.A+D+ED.以上都不對13、在數字邏輯設計中，若要實現邏輯函數F=AB+AC，最簡的與非-與非表達式為：（）A.((AB)'(AC)')'B.((A+B)'(A+C)')'C.((A'B')(A'C'))'D.((A+B)(A+C))'14、對于一個4-16譯碼器，若使能端有效，當輸入代碼為1010時，輸出端哪一位為低電平？（）A.Y10B.Y6C.Y14D.Y215、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16、對于一個采用上升沿觸發的D觸發器，當D輸入端為1且時鐘上升沿到來時，輸出Q的值為？（）A.0B.1C.保持不變D.不確定17、非門是數字邏輯中最簡單的邏輯門之一。關于非門的功能和特點，以下敘述錯誤的是（）A.非門的作用是將輸入的邏輯電平取反B.非門可以用三極管來實現C.非門的邏輯表達式為Y=?AD.非門的輸入和輸出之間不存在延遲18、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19、想象一個數字系統中，需要實現一個數據緩沖器，能夠暫時存儲輸入的數據。以下哪種器件可能是最適合的？（）A.鎖存器，能夠在特定條件下保持數據B.寄存器，具有更穩定的存儲和控制功能C.計數器，主要用于計數操作，不適合作為緩沖器D.譯碼器，用于將編碼轉換為特定的輸出20、在數字邏輯電路中，對于一個4位的二進制加法計數器，從初始狀態0000開始計數，經過15個時鐘脈沖后，計數器的狀態將變為：（）A.1111B.1110C.0000D.000121、在數字邏輯中，計數器是一種用于計數的時序邏輯電路。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進行計數B.同步計數器的所有觸發器在同一時鐘脈沖作用下同時翻轉C.異步計數器的各觸發器的時鐘脈沖不同，導致計數速度較慢D.計數器的計數容量只取決于觸發器的數量，與電路結構無關22、在數字電路中，若要存儲8位的數據，以下哪種存儲器件是合適的選擇？（）A.SRAMB.DRAMC.ROMD.以上都是23、在數字電路中，若要實現一個能將輸入的10位二進制數的高5位和低5位交換位置的電路，以下哪種方法較為簡單？（）A.使用多個數據選擇器B.通過邏輯運算C.利用移位寄存器D.以上都不是24、對于一個同步時序邏輯電路，其輸出不僅取決于當前輸入，還取決于：（）A.上一時刻的輸入B.上一時刻的輸出C.內部狀態D.時鐘脈沖頻率25、將十進制數轉換為二進制數可以使用除2取余法。關于除2取余法的步驟，以下描述不正確的是（）A.將十進制數除以2，取余數作為二進制數的最低位B.不斷將商除以2，直到商為0C.除2取余的順序是從高位到低位D.將所得的余數從右到左排列，即可得到二進制數26、在數字邏輯電路的故障診斷中，有多種方法可以使用。以下關于故障診斷方法的描述，錯誤的是（）A.可以通過觀察電路的輸出信號是否符合預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進行監測和分析C.可以采用替換法，逐個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驗和直覺，不需要遵循任何科學的方法和流程27、想象一個數字系統中，需要存儲大量的數據，并且要求能夠快速讀取和寫入。以下哪種存儲器件可能是最適合的？（）A.SRAM（靜態隨機存儲器），速度快但集成度低、成本高B.DRAM（動態隨機存儲器），需要定時刷新，但集成度高、成本低C.ROM（只讀存儲器），只能讀取預先存儲的數據，無法寫入D.閃存（FlashMemory），讀寫速度較慢，適合大容量存儲28、考慮一個同步時序邏輯電路，其時鐘頻率為100MHz，若要實現一個周期為10μs的信號，需要多少個時鐘周期？（）A.1000B.100C.10D.129、已知一個計數器的計數時鐘頻率為20MHz，要計滿1000個數，大約需要多長時間？（）A.50μsB.50msC.500μsD.500ms30、對于一個用ROM實現的邏輯函數，若要改變其功能，需要進行什么操作？（）A.重新編程B.更換芯片C.調整輸入D.以上都不是二、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（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。2、（本題5分）使用編碼器和數據選擇器設計一個數字電路，能夠實現對多個模擬信號的數字化和選擇輸出。分析模擬信號數字化的過程和精度要求，以及如何根據輸入信號的特點選擇合適的數據選擇器和編碼方式。3、（本題5分）構建一個數字邏輯電路，用于實現對藍牙通信協議的物理層處理。全面分析藍牙通信的特點和物理層要求，討論如何通過數字邏輯實現信號調制解調、糾錯編碼等功能。4、（本題5分）構建一個數字比較器，用于比較兩個6位二進制數的大小。詳細闡述比較器的設計思路，包括如何逐位比較、確定大小關系以及輸出相應的比較結果。分析在大規模數字系統中，這種比較器的集成和擴展方式。5、（本題5分）用數字邏輯實現一個簡單的數字信號自適應濾波電路。深入分析自適應濾波算法的邏輯實現和性能特點，解釋如何根據輸入信號的變化調整濾波器參數，研究在信號處理中的應用優勢。三、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）闡述組合邏輯電路中的冒險現象是如何通過增加冗余項來消除的，并舉例說明。2、（本題5分）深入解釋在編碼器的編碼優化算法中，如何提高編碼的效率和準確性。3、（本題5分）詳細說明數字邏輯中計數器的計數模式（如加計數、減計數和可逆計數）的實現方