蘭州資源環(huán)境職業(yè)技術(shù)大學(xué)《數(shù)字化相關(guān)軟件》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁蘭州資源環(huán)境職業(yè)技術(shù)大學(xué)《數(shù)字化相關(guān)軟件》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題1分，共20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、在數(shù)字邏輯中，可編程邏輯器件（PLD）如CPLD和FPGA為數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了很大的靈活性。CPLD采用的是基于乘積項(xiàng)的結(jié)構(gòu)，而FPGA采用的是基于查找表的結(jié)構(gòu)。以下關(guān)于CPLD和FPGA的比較，正確的是：（）A.CPLD的集成度高于FPGAB.FPGA的編程靈活性高于CPLDC.CPLD的速度比FPGA快D.FPGA的功耗比CPLD低2、計(jì)數(shù)器是一種常見的時(shí)序邏輯電路，用于對(duì)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。以下關(guān)于計(jì)數(shù)器的敘述中，錯(cuò)誤的是（）A.同步計(jì)數(shù)器的所有觸發(fā)器同時(shí)翻轉(zhuǎn)，速度較快B.異步計(jì)數(shù)器的觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)不同步，可能存在延遲C.可以通過級(jí)聯(lián)多個(gè)計(jì)數(shù)器來增加計(jì)數(shù)范圍D.計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)容量只取決于觸發(fā)器的數(shù)量3、對(duì)于一個(gè)同步時(shí)序邏輯電路，若輸入信號(hào)在時(shí)鐘脈沖有效沿之后發(fā)生變化，對(duì)輸出有影響嗎？（）A.有B.沒有C.不確定D.以上都有可能4、考慮數(shù)字邏輯中的觸發(fā)器的類型，JK觸發(fā)器是一種常見的觸發(fā)器。假設(shè)JK觸發(fā)器的J和K輸入端都為高電平，在時(shí)鐘脈沖作用下，觸發(fā)器的狀態(tài)會(huì)如何變化（）A.翻轉(zhuǎn)B.保持不變C.置0D.置15、在數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)中，需要考慮電路的可測試性。如果要設(shè)計(jì)一個(gè)易于測試的電路，以下哪種原則是應(yīng)該遵循的？（）A.盡量減少內(nèi)部節(jié)點(diǎn)的數(shù)量B.增加測試點(diǎn)，便于觀測內(nèi)部信號(hào)C.使電路的功能盡可能簡單D.以上原則都對(duì)提高電路的可測試性有幫助6、對(duì)于一個(gè)由JK觸發(fā)器構(gòu)成的時(shí)序電路，若要實(shí)現(xiàn)一個(gè)模5的計(jì)數(shù)器，J和K的輸入應(yīng)該如何設(shè)置？（）A.特定的邏輯組合B.隨機(jī)設(shè)置C.保持不變D.以上都不對(duì)7、在數(shù)字電路中，若要將一個(gè)頻率為100kHz的方波信號(hào)分頻為10kHz的方波信號(hào)，需要幾級(jí)分頻電路？（）A.3B.4C.5D.108、對(duì)于一個(gè)用VerilogHDL描述的數(shù)字邏輯電路，以下哪種語句通常用于描述組合邏輯？（）A.alwaysB.initialC.assignD.module9、對(duì)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10、在數(shù)字邏輯的發(fā)展歷程中，以下關(guān)于集成電路技術(shù)的描述，不正確的是（）A.集成電路的規(guī)模不斷增大，性能不斷提高B.摩爾定律預(yù)測了集成電路上晶體管數(shù)量的增長趨勢C.隨著工藝的進(jìn)步，集成電路的成本不斷降低D.集成電路技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)達(dá)到了物理極限，無法繼續(xù)提高11、假設(shè)要設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路來實(shí)現(xiàn)一個(gè)加法/減法器，能夠根據(jù)控制信號(hào)選擇進(jìn)行加法或減法操作。以下哪種設(shè)計(jì)思路可能是最合理的？（）A.使用一個(gè)加法器和一個(gè)減法器，通過控制信號(hào)選擇輸出B.在加法器的基礎(chǔ)上，通過改變輸入的符號(hào)實(shí)現(xiàn)減法操作C.重新設(shè)計(jì)一個(gè)能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)加法和減法的專用電路D.以上思路都不合理12、在數(shù)字邏輯中，若要將一個(gè)格雷碼轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制碼，以下哪種方法是正確的？（）A.直接轉(zhuǎn)換B.通過中間編碼轉(zhuǎn)換C.無法直接轉(zhuǎn)換D.以上都不對(duì)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(qiáng)大B.功耗越來越低，性能越來越高C.設(shè)計(jì)方法越來越復(fù)雜，對(duì)設(shè)計(jì)者的要求越來越低D.應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展，與其他學(xué)科的交叉融合越來越緊密14、對(duì)于一個(gè)同步時(shí)序邏輯電路，若狀態(tài)方程和驅(qū)動(dòng)方程已知，能否確定其輸出方程？（）A.能B.不能C.不確定D.以上都有可能15、在數(shù)字系統(tǒng)中，需要將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行處理。如果要將十進(jìn)制數(shù)25轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制，以下哪種方法是正確的？（）A.11001B.10100C.11010D.1001116、數(shù)字邏輯中的ROM（只讀存儲(chǔ)器）可以存儲(chǔ)固定的數(shù)據(jù)。假設(shè)一個(gè)8×4的ROM，其地址線有3條，數(shù)據(jù)線有4條。當(dāng)輸入地址為010時(shí)，輸出的數(shù)據(jù)可能是什么？（）A.0000B.0101C.1111D.以上都有可能17、在數(shù)字電路中，若要實(shí)現(xiàn)一個(gè)能將輸入的10位二進(jìn)制數(shù)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(gè)數(shù)據(jù)選擇器B.通過邏輯運(yùn)算C.利用移位寄存器D.以上都不是18、假設(shè)正在設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，用于實(shí)現(xiàn)兩個(gè)4位二進(jìn)制數(shù)的乘法運(yùn)算。如果要采用硬件實(shí)現(xiàn)，并且要求速度較快，以下哪種方法是最優(yōu)的？（）A.使用移位相加的方法，逐步計(jì)算乘積B.構(gòu)建一個(gè)乘法器的真值表，通過組合邏輯實(shí)現(xiàn)C.利用現(xiàn)有的乘法器集成電路芯片D.以上方法的效果相同，沒有優(yōu)劣之分19、譯碼器是數(shù)字電路中的另一種重要組合邏輯器件。以下關(guān)于譯碼器工作原理的描述中，不正確的是（）A.將輸入的二進(jìn)制代碼轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)B.輸入的代碼位數(shù)決定了輸出信號(hào)的數(shù)量C.譯碼器的輸出通常是高電平有效D.譯碼器可以實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)的化簡20、假設(shè)正在設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)的接口電路，需要實(shí)現(xiàn)不同電平標(biāo)準(zhǔn)之間的轉(zhuǎn)換。例如，將TTL電平轉(zhuǎn)換為CMOS電平。以下哪種芯片或電路可以用于實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能？（）A.專用的電平轉(zhuǎn)換芯片B.邏輯門電路組合C.三極管電路D.以上方法都不可行二、簡答題（本大題共5個(gè)小題，共25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)的邏輯化簡中的吸收律和消去律的應(yīng)用。2、（本題5分）在數(shù)字系統(tǒng)中，解釋如何利用數(shù)字邏輯實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)的加密和解密的硬件優(yōu)化，分析優(yōu)化方法和性能提升。3、（本題5分）詳細(xì)闡述在加法器的面積效率提升中，如何通過邏輯優(yōu)化減少芯片面積。4、（本題5分）詳細(xì)闡述在移位寄存器的存儲(chǔ)應(yīng)用中，如何利用移位寄存器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和讀取。5、（本題5分）深入解釋在觸發(fā)器的工作原理中，邊沿觸發(fā)和電平觸發(fā)的區(qū)別，以及各自的適用場景。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）利用邏輯門設(shè)計(jì)一個(gè)復(fù)雜的邏輯電路，實(shí)現(xiàn)特定的邏輯功能。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)選擇器，根據(jù)19個(gè)控制信號(hào)從524288個(gè)輸入數(shù)據(jù)中選擇一個(gè)輸出。3、（本題5分）使用移位寄存器和計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)一個(gè)能產(chǎn)生特定序列（如101010...）的電路，畫出邏輯圖和說明工作過程。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)譯碼器，將14位二進(jìn)制輸入信號(hào)譯碼為16384個(gè)輸出信號(hào)。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)能對(duì)輸入的6位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行排序（從小到大）的邏輯電路，給出設(shè)計(jì)思路和邏輯表達(dá)式。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)字通信系統(tǒng)中的同步模塊，用于實(shí)現(xiàn)發(fā)送端和接收端的時(shí)鐘同步和數(shù)據(jù)同步。分析同步的方法和原理，如位同步、幀同步等。設(shè)計(jì)相應(yīng)的數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)同步功能，探討如何在復(fù)雜的通信環(huán)境中保證同步的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。2、（本題1