裝訂線裝訂線PAGE2第1頁，共3頁上海交通大學(xué)

《數(shù)值計(jì)算與語言實(shí)訓(xùn)》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共25個(gè)小題，每小題1分，共25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、已知一個(gè)8位的D/A轉(zhuǎn)換器，輸入數(shù)字量為10000000，參考電壓為5V，那么輸出的模擬電壓大約是多少？（）A.0.39VB.1.25VC.2.5VD.5V2、在數(shù)字邏輯中，三態(tài)門常用于總線結(jié)構(gòu)中。如果要實(shí)現(xiàn)多個(gè)設(shè)備共享一條總線，并且避免總線沖突，以下哪種方式是正確的使用三態(tài)門的方法？（）A.只有一個(gè)設(shè)備的三態(tài)門處于使能狀態(tài)，其他設(shè)備的三態(tài)門關(guān)閉B.所有設(shè)備的三態(tài)門同時(shí)處于使能狀態(tài)C.隨機(jī)控制設(shè)備的三態(tài)門使能，不考慮沖突D.以上方法都無法避免總線沖突3、已知一個(gè)邏輯函數(shù)F=AB+CD，若要用與非門來實(shí)現(xiàn)該函數(shù)，最少需要幾個(gè)與非門？（）A.3B.4C.5D.64、在數(shù)字電路中，使用二進(jìn)制補(bǔ)碼進(jìn)行減法運(yùn)算時(shí)，若最高位產(chǎn)生了進(jìn)位，則：（）A.結(jié)果為正B.結(jié)果為負(fù)C.結(jié)果溢出D.無法確定5、假設(shè)要設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，用于判斷一個(gè)16位二進(jìn)制數(shù)是否能被4整除。以下哪種邏輯表達(dá)式或方法是最簡便的？（）A.檢查低兩位是否為0B.將數(shù)除以4，判斷余數(shù)是否為0C.對每4位進(jìn)行分組，檢查各組的數(shù)值D.以上方法都很復(fù)雜，無法簡便地實(shí)現(xiàn)該功能6、在數(shù)字邏輯電路的化簡過程中，假設(shè)給定一個(gè)復(fù)雜的布爾表達(dá)式，需要通過邏輯定律和方法將其化簡為最簡形式。化簡的目的是減少邏輯門的數(shù)量，提高電路的性能和成本效益。以下哪種化簡方法在處理復(fù)雜表達(dá)式時(shí)通常最為高效？（）A.卡諾圖法B.公式法C.真值表法D.圖形法7、考慮一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)中的譯碼器，它需要將4位的二進(jìn)制輸入譯碼為16個(gè)輸出信號。以下哪種譯碼器的實(shí)現(xiàn)方式可能是最常見的？（）A.2-4譯碼器級聯(lián)B.3-8譯碼器級聯(lián)C.使用與非門構(gòu)建譯碼邏輯D.利用或門實(shí)現(xiàn)譯碼功能8、在數(shù)字系統(tǒng)中，模/數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）和數(shù)/模轉(zhuǎn)換器（DAC）起著重要的作用。以下關(guān)于ADC轉(zhuǎn)換精度的描述中，錯(cuò)誤的是（）A.轉(zhuǎn)換精度取決于ADC的位數(shù)B.位數(shù)越多，轉(zhuǎn)換精度越高C.轉(zhuǎn)換精度與輸入信號的頻率無關(guān)D.轉(zhuǎn)換精度與參考電壓的穩(wěn)定性有關(guān)9、假設(shè)正在設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)的控制器，需要根據(jù)不同的輸入條件產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號。以下哪種控制器的設(shè)計(jì)方法可能更適合復(fù)雜的控制邏輯？（）A.硬布線控制器，基于邏輯門實(shí)現(xiàn)B.微程序控制器，通過微指令控制C.隨機(jī)控制器，根據(jù)隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生控制信號D.以上方法在復(fù)雜控制邏輯下效果相同10、在一個(gè)異步時(shí)序邏輯電路中，若各觸發(fā)器的時(shí)鐘信號不同，可能會導(dǎo)致：（）A.速度加快B.功能錯(cuò)誤C.功耗降低D.穩(wěn)定性提高11、對于一個(gè)JK觸發(fā)器，當(dāng)J=1，K=0，在時(shí)鐘脈沖上升沿作用下，其輸出狀態(tài)將：（）A.置0B.置1C.翻轉(zhuǎn)D.保持12、若一個(gè)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)容量為100，采用二進(jìn)制編碼，則至少需要多少位觸發(fā)器？（）A.5位B.6位C.7位D.8位13、在數(shù)字邏輯的同步時(shí)序電路中，時(shí)鐘信號起到同步作用。假設(shè)一個(gè)同步時(shí)序電路的時(shí)鐘頻率過高，可能會導(dǎo)致以下哪種問題（）A.電路性能提高B.功耗降低C.時(shí)序混亂D.以上都不是問題14、想象一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)中，需要存儲大量的數(shù)據(jù)，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(tài)隨機(jī)存儲器），速度快但集成度低、成本高B.DRAM（動態(tài)隨機(jī)存儲器），需要定時(shí)刷新，但集成度高、成本低C.ROM（只讀存儲器），只能讀取預(yù)先存儲的數(shù)據(jù)，無法寫入D.閃存（FlashMemory），讀寫速度較慢，適合大容量存儲15、想象一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)，需要對兩個(gè)4位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行加法運(yùn)算，并輸出結(jié)果。在設(shè)計(jì)這個(gè)加法器時(shí)，需要考慮速度、成本和復(fù)雜性等因素。以下哪種加法器結(jié)構(gòu)可能是最合適的？（）A.半加器級聯(lián)組成的加法器，結(jié)構(gòu)簡單但速度較慢B.全加器級聯(lián)組成的加法器，速度較快但使用的邏輯門較多C.并行加法器，能夠同時(shí)處理所有位的相加，速度快但成本高D.利用移位和加法操作實(shí)現(xiàn)的加法器，算法復(fù)雜但節(jié)省硬件資源16、對于一個(gè)異步時(shí)序邏輯電路，與同步時(shí)序邏輯電路相比，其主要特點(diǎn)是？（）A.狀態(tài)轉(zhuǎn)換與時(shí)鐘脈沖同步B.狀態(tài)轉(zhuǎn)換不受時(shí)鐘脈沖控制C.電路結(jié)構(gòu)更簡單D.以上都不是17、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)18、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25519、考慮數(shù)字邏輯中的編碼器，假設(shè)需要將8個(gè)輸入信號編碼為3位二進(jìn)制輸出。以下關(guān)于編碼器的特點(diǎn)和工作原理，哪個(gè)描述是正確的（）A.編碼器在任何時(shí)刻只能有一個(gè)輸入有效B.編碼器的輸出總是固定的，與輸入無關(guān)C.編碼器可以同時(shí)有多個(gè)輸入有效，輸出為這些輸入的平均值D.編碼器的輸入和輸出之間沒有明確的邏輯關(guān)系20、考慮一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)，其中的時(shí)序邏輯電路出現(xiàn)了不穩(wěn)定的輸出。經(jīng)過檢查，發(fā)現(xiàn)是由于時(shí)鐘信號的抖動導(dǎo)致的。為了減少時(shí)鐘抖動的影響，以下哪種方法是可行的？（）A.使用更穩(wěn)定的時(shí)鐘源B.增加時(shí)鐘的緩沖級數(shù)C.對時(shí)鐘信號進(jìn)行濾波處理D.以上方法都可以有效地減少時(shí)鐘抖動的影響21、在數(shù)字電路設(shè)計(jì)中，若要實(shí)現(xiàn)一個(gè)能夠判斷兩個(gè)4位二進(jìn)制數(shù)是否相等的比較器，需要使用以下哪種邏輯門組合？（）A.與門和或門B.異或門和與門C.同或門和或門D.以上都可以22、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23、計(jì)數(shù)器不僅可以進(jìn)行加法計(jì)數(shù)，還可以進(jìn)行減法計(jì)數(shù)或者可逆計(jì)數(shù)。在一個(gè)可逆計(jì)數(shù)器中，可以通過控制信號來決定計(jì)數(shù)的方向。當(dāng)控制信號為1時(shí)進(jìn)行加法計(jì)數(shù)，為0時(shí)進(jìn)行減法計(jì)數(shù)。假設(shè)初始值為5，控制信號先為1計(jì)數(shù)3次，再為0計(jì)數(shù)2次，計(jì)數(shù)器的最終值為：（）A.6B.7C.8D.924、在數(shù)字邏輯中，若要實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)F=A⊕B⊕C，最簡的表達(dá)式為：（）A.ABC+A'B'C'B.AB'+A'BC.(A⊕B)⊕CD.A+B+C25、譯碼器是數(shù)字電路中的另一種重要器件。關(guān)于譯碼器的功能和應(yīng)用，以下說法錯(cuò)誤的是（）A.譯碼器可以將輸入的編碼轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的輸出信號B.譯碼器常用于地址譯碼和指令譯碼C.二進(jìn)制譯碼器輸入的編碼位數(shù)和輸出的信號數(shù)量相同D.譯碼器只能對特定的編碼進(jìn)行譯碼，不能處理任意的輸入二、簡答題（本大題共4個(gè)小題，共20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)的最小項(xiàng)展開，以及其在化簡中的作用。2、（本題5分）闡述數(shù)字邏輯中編碼器和譯碼器的功耗估算方法和降低功耗的技術(shù)，舉例說明在低功耗設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。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)制。4、（本題5分）說明在數(shù)字系統(tǒng)中如何進(jìn)行數(shù)字信號的加密和解密，保障數(shù)據(jù)安全。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）用中規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)一個(gè)能實(shí)現(xiàn)模8可逆計(jì)數(shù)器（可加可減）的電路，畫出邏輯圖和狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。2、（本題5分）用邏輯門設(shè)計(jì)一個(gè)能實(shí)現(xiàn)兩個(gè)6位二進(jìn)制數(shù)加法運(yùn)算（考慮進(jìn)位）的電路，畫出邏輯圖和真值表。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)組合邏輯電路，判斷一個(gè)15位二進(jìn)制數(shù)是否為阿姆斯壯數(shù)。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，能夠?qū)斎氲?3位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行循環(huán)左移3位的操作，輸出移位后的13位二進(jìn)制數(shù)，畫出邏輯電路圖。5、（本題5分）利用加法器和比較器設(shè)計(jì)一個(gè)能判斷輸入的兩個(gè)四位二進(jìn)制數(shù)之和是否大于10的電路，畫出邏輯圖。四、分析題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10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