華東師范大學(xué)《數(shù)字邏輯電路及》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁華東師范大學(xué)

《數(shù)字邏輯電路及》2021-2022學(xué)年第一學(xué)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、在數(shù)字邏輯中，數(shù)值比較器用于比較兩個數(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2、在數(shù)字系統(tǒng)中，總線是用于傳輸數(shù)據(jù)和控制信號的公共通道。關(guān)于總線的特點和類型，以下說法不正確的是（）A.總線可以分為數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線B.總線的帶寬決定了數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣菴.并行總線比串行總線的數(shù)據(jù)傳輸速度快D.總線上的設(shè)備可以同時發(fā)送和接收數(shù)據(jù)3、在數(shù)字邏輯中，若要判斷一個二進(jìn)制數(shù)是奇數(shù)還是偶數(shù)，可以通過檢查其最低位的值。若最低位為1，則該數(shù)為：（）A.奇數(shù)B.偶數(shù)C.無法確定D.取決于其他位的值4、計數(shù)器是一種常見的時序邏輯電路，用于對脈沖進(jìn)行計數(shù)。有同步計數(shù)器和異步計數(shù)器之分。同步計數(shù)器的所有觸發(fā)器共用同一個時鐘信號，而異步計數(shù)器的觸發(fā)器則不是。對于一個4位異步二進(jìn)制加法計數(shù)器，從初始狀態(tài)0000開始計數(shù)，經(jīng)過8個時鐘脈沖后，計數(shù)器的狀態(tài)為：（）A.1000B.0111C.1001D.11005、已知一個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.5V6、在數(shù)字邏輯中，組合邏輯電路的輸出僅僅取決于當(dāng)前的輸入。以下關(guān)于組合邏輯電路特點的描述中，錯誤的是（）A.不包含記憶元件B.輸出與電路過去的狀態(tài)無關(guān)C.可以實現(xiàn)復(fù)雜的邏輯功能，如加法器和編碼器D.其輸出會隨著輸入的變化而立即變化，沒有延遲7、用卡諾圖化簡邏輯函數(shù)F(A,B,C,D)=∑m(0,2,8,10,12,14)，最簡與或表達(dá)式為？（）A.B+DB.A+CC.A'+C'D.B'+D'8、在數(shù)字電路設(shè)計中，需要對一個復(fù)雜的邏輯函數(shù)進(jìn)行化簡，以減少門電路的數(shù)量和降低成本。假設(shè)給定的邏輯函數(shù)為F=AB'C+A'BC+ABC'+A'B'C'，以下哪種方法可能是最有效的化簡途徑？（）A.運用卡諾圖進(jìn)行化簡B.通過邏輯代數(shù)的基本定律和公式進(jìn)行化簡C.采用真值表分析化簡D.隨機嘗試不同的運算組合進(jìn)行化簡9、數(shù)字邏輯中的寄存器可以用于存儲數(shù)據(jù)和移位操作。一個雙向移位寄存器，在時鐘上升沿到來時，可以進(jìn)行左移和右移操作。如果當(dāng)前寄存器的值為1010，控制信號為左移，輸入為1，時鐘上升沿到來后，寄存器的值會變成什么？（）A.0101B.1101C.不確定D.根據(jù)其他因素判斷10、想象一個數(shù)字系統(tǒng)中，需要實現(xiàn)一個有限脈沖響應(yīng)（FIR）濾波器。以下哪種實現(xiàn)方式可能是最常見的？（）A.使用乘法器和加法器構(gòu)建直接型FIR濾波器B.采用遞歸結(jié)構(gòu)實現(xiàn)FIR濾波器，節(jié)省硬件資源C.利用查找表實現(xiàn)FIR濾波器，提高速度D.以上方式都不常用于實現(xiàn)FIR濾波器11、在數(shù)字邏輯中，數(shù)制轉(zhuǎn)換是基本的操作。假設(shè)我們正在進(jìn)行不同數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換。以下關(guān)于數(shù)制轉(zhuǎn)換的描述，哪一項是不準(zhǔn)確的？（）A.二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制可以通過位權(quán)相加的方法實現(xiàn)B.十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制可以使用除2取余的方法，轉(zhuǎn)換結(jié)果是唯一的C.十六進(jìn)制和二進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換可以通過分組對應(yīng)快速完成D.任何數(shù)制都可以準(zhǔn)確無誤地轉(zhuǎn)換為其他數(shù)制，并且轉(zhuǎn)換過程中不會丟失信息12、當(dāng)研究數(shù)字電路中的計數(shù)器時，假設(shè)需要設(shè)計一個能夠從0計數(shù)到15的4位二進(jìn)制計數(shù)器。以下哪種計數(shù)器類型可以實現(xiàn)這個功能，并且在計數(shù)過程中具有較好的穩(wěn)定性？（）A.異步計數(shù)器B.同步計數(shù)器C.加法計數(shù)器D.減法計數(shù)器13、在數(shù)字邏輯的發(fā)展中，新技術(shù)和新方法不斷涌現(xiàn)。以下關(guān)于數(shù)字邏輯發(fā)展趨勢的描述，不正確的是（）A.集成度越來越高，芯片功能越來越強大B.功耗越來越低，性能越來越高C.設(shè)計方法越來越復(fù)雜，對設(shè)計者的要求越來越低D.應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴展，與其他學(xué)科的交叉融合越來越緊密14、在數(shù)字系統(tǒng)中，常常需要將數(shù)字信號進(jìn)行編碼以提高傳輸效率和可靠性。格雷碼是一種常見的編碼方式，其特點是相鄰的兩個編碼之間只有一位發(fā)生變化。從二進(jìn)制編碼000轉(zhuǎn)換為格雷碼，結(jié)果為：（）A.000B.001C.010D.01115、在數(shù)字邏輯電路中，組合邏輯電路的輸出僅取決于當(dāng)前的輸入值。假設(shè)設(shè)計一個組合邏輯電路，用于判斷一個三位二進(jìn)制數(shù)是否能被3整除。輸入為A、B、C分別表示三位二進(jìn)制數(shù)的個位、十位和百位。以下哪種邏輯表達(dá)式能夠正確實現(xiàn)這個功能？（）A.(A+B+C)%3==0B.(A^B^C)%3==0C.(A&B&C)%3==0D.(A|B|C)%3==016、在數(shù)字電路的分析和設(shè)計中，建立真值表是重要的步驟之一。以下關(guān)于真值表作用的描述中，錯誤的是（）A.可以直觀地反映輸入和輸出之間的邏輯關(guān)系B.有助于化簡邏輯函數(shù)C.是設(shè)計數(shù)字電路的唯一依據(jù)D.可以驗證邏輯電路的功能是否正確17、在數(shù)字邏輯電路的設(shè)計中，需要進(jìn)行邏輯綜合，將高級描述轉(zhuǎn)換為門級電路。邏輯綜合工具可以根據(jù)約束條件進(jìn)行優(yōu)化。以下關(guān)于邏輯綜合的描述，錯誤的是：（）A.可以自動完成邏輯化簡B.不能考慮時序約束C.可以優(yōu)化電路的面積和速度D.可以根據(jù)不同的工藝庫進(jìn)行映射18、想象一個數(shù)字系統(tǒng)中，需要對一個高頻的數(shù)字信號進(jìn)行分頻，得到較低頻率的信號。以下哪種分頻器的實現(xiàn)方式可能是最有效的？（）A.計數(shù)器式分頻器，通過計數(shù)實現(xiàn)分頻，簡單可靠B.移位寄存器式分頻器，利用移位操作分頻，速度較快C.基于鎖相環(huán)的分頻器，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度分頻，但電路復(fù)雜D.以上分頻器方式效果相同，可以任意選擇19、假設(shè)正在研究數(shù)字電路中的時序問題，即輸入信號和時鐘信號之間的時間關(guān)系對電路輸出的影響。以下哪種情況可能導(dǎo)致時序違規(guī)？（）A.輸入信號在時鐘上升沿附近變化B.時鐘信號的占空比不穩(wěn)定C.建立時間和保持時間不滿足要求D.以上情況都可能導(dǎo)致時序違規(guī)20、在一個由邊沿D觸發(fā)器組成的計數(shù)器中，若要實現(xiàn)模6計數(shù)，至少需要幾個觸發(fā)器？（）A.2個B.3個C.4個D.6個21、數(shù)字邏輯中的加法器可以分為半加器和全加器。半加器和全加器的主要區(qū)別是什么？（）A.半加器不考慮進(jìn)位輸入，全加器考慮進(jìn)位輸入B.半加器的運算速度快，全加器的運算速度慢C.不確定D.半加器和全加器沒有區(qū)別22、數(shù)字邏輯是計算機科學(xué)與技術(shù)的重要基礎(chǔ)，它涉及到數(shù)字電路的設(shè)計和分析。在數(shù)字邏輯中，邏輯門是基本的組成單元。與門、或門、非門等是常見的邏輯門?？紤]一個由兩個輸入信號A和B組成的邏輯電路，輸出信號為Y。當(dāng)A=1，B=0時，對于一個與非門，輸出Y的值為：（）A.0B.1C.不確定D.取決于電路的其他部分23、若要設(shè)計一個能產(chǎn)生101010序列的數(shù)字電路，最簡的方法是使用：（）A.計數(shù)器B.移位寄存器C.數(shù)據(jù)選擇器D.編碼器24、當(dāng)研究數(shù)字邏輯中的計數(shù)器的編碼方式時，格雷碼在某些情況下具有獨特的優(yōu)勢。假設(shè)在一個對計數(shù)順序準(zhǔn)確性要求較高的系統(tǒng)中，使用格雷碼的主要原因是（）A.編碼簡單B.相鄰計數(shù)狀態(tài)只有一位變化C.可以表示更多的狀態(tài)D.便于進(jìn)行數(shù)值運算25、在數(shù)字邏輯的競爭冒險現(xiàn)象分析中，假設(shè)一個邏輯表達(dá)式在某些輸入條件下可能產(chǎn)生競爭冒險。以下哪個工具或方法可以幫助準(zhǔn)確地分析和預(yù)測這種現(xiàn)象（）A.邏輯分析儀B.示波器C.手工計算D.以上方法都不準(zhǔn)確26、假設(shè)要設(shè)計一個數(shù)字電路來實現(xiàn)一個計數(shù)器，能夠從0計數(shù)到15并循環(huán)。以下哪種計數(shù)器類型可能是最合適的？（）A.異步計數(shù)器，結(jié)構(gòu)簡單但速度較慢，可能存在計數(shù)誤差B.同步計數(shù)器，速度快，計數(shù)準(zhǔn)確，但電路復(fù)雜C.可逆計數(shù)器，能夠?qū)崿F(xiàn)正反向計數(shù)，但控制邏輯復(fù)雜D.以上計數(shù)器類型都可以，效果相同27、一個4位的并行加法器，若采用先行進(jìn)位方式，其運算速度比串行進(jìn)位方式：（）A.快很多B.慢很多C.差不多D.無法比較28、數(shù)字邏輯中的競爭冒險現(xiàn)象是指什么？在一個組合邏輯電路中，如何判斷是否存在競爭冒險現(xiàn)象？（）A.競爭冒險是指由于邏輯門的延遲導(dǎo)致輸出出現(xiàn)錯誤的現(xiàn)象，可以通過觀察邏輯電路圖判斷是否存在B.競爭冒險是指由于輸入信號的變化導(dǎo)致輸出出現(xiàn)錯誤的現(xiàn)象，可以通過分析邏輯表達(dá)式判斷是否存在C.不確定D.競爭冒險現(xiàn)象很難判斷29、邏輯函數(shù)的化簡方法有多種。假設(shè)我們正在嘗試化簡一個復(fù)雜的邏輯函數(shù)。以下關(guān)于邏輯函數(shù)化簡的描述，哪一項是不準(zhǔn)確的？（）A.公式法化簡邏輯函數(shù)需要熟練掌握布爾代數(shù)的定律和規(guī)則B.卡諾圖化簡法直觀形象，適用于變量較少的邏輯函數(shù)化簡C.無論使用哪種化簡方法，得到的最簡邏輯表達(dá)式都是唯一的D.邏輯函數(shù)的化簡可以降低電路成本，提高電路的可靠性和穩(wěn)定性30、組合邏輯電路的輸出僅取決于當(dāng)前的輸入。以下關(guān)于組合邏輯電路的描述，錯誤的是（）A.加法器、編碼器和譯碼器都屬于組合邏輯電路B.組合邏輯電路不存在反饋回路C.組合邏輯電路的輸出會隨著輸入的變化立即改變D.組合邏輯電路的設(shè)計不需要考慮時序問題二、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計一個數(shù)字電路，能夠?qū)斎氲囊曨l數(shù)據(jù)進(jìn)行運動檢測。分析運動檢測的算法和實現(xiàn)方式，如幀差法或背景減除法，以及如何在數(shù)字電路中處理視頻數(shù)據(jù)的幀間差異，檢測出物體的運動區(qū)域。2、（本題5分）設(shè)計一個數(shù)字邏輯電路，用于實現(xiàn)對輸入數(shù)據(jù)的排序功能（如冒泡排序、插入排序等）。仔細(xì)分析排序算法的邏輯實現(xiàn)過程，包括比較和交換操作的控制邏輯，研究如何提高排序電路的效率和速度。3、（本題5分）使用編碼器和譯碼器構(gòu)建一個數(shù)字通信系統(tǒng)中的編碼解碼電路，分析信號在編碼和解碼過程中的變換和傳輸，探討如何提高通信的可靠性和效率。4、（本題5分）設(shè)計一個數(shù)字電路，能夠檢測一個48位二進(jìn)制數(shù)中是否存在特定的8位數(shù)據(jù)序列。詳細(xì)分析檢測算法和邏輯，說明電路中如何實現(xiàn)快速準(zhǔn)確的序列檢測?？紤]如何處理數(shù)據(jù)序列的重復(fù)出現(xiàn)和位置不確定的情況。5、（本題5分）利用數(shù)字邏輯設(shè)計一個數(shù)字音頻均衡器電路，能夠調(diào)整音頻信號的頻率響應(yīng)。詳細(xì)闡述均衡器的工作原理和參數(shù)設(shè)置，分析各個頻段的增益控制邏輯和實現(xiàn)方式。三、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）闡述數(shù)字邏輯中同步時序電路的時鐘偏差和時鐘抖動對電路性能的影響，以及如何減小這些影響。2、（本題5分）詳細(xì)闡述如何用硬件描述語言實現(xiàn)一個狀態(tài)機的狀態(tài)跳轉(zhuǎn)的優(yōu)先級設(shè)置。