四川師范大學(xué)《普通邏輯學(xué)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁(yè)，共3頁(yè)四川師范大學(xué)

《普通邏輯學(xué)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題2分，共30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2、在數(shù)字系統(tǒng)中，能夠?qū)⑤斎氲牟⑿袛?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)輸出的電路是？（）A.計(jì)數(shù)器B.移位寄存器C.編碼器D.譯碼器3、邏輯門是數(shù)字電路的基本單元。與門、或門和非門是三種常見(jiàn)的基本邏輯門。以下關(guān)于與門邏輯功能的描述中，不正確的是（）A.只有當(dāng)所有輸入都為1時(shí)，輸出才為1B.輸入中有0，則輸出為0C.可以用“乘”運(yùn)算來(lái)表示與門的邏輯D.與門的輸出與輸入的順序無(wú)關(guān)4、在數(shù)字電路中，若一個(gè)編碼器有8個(gè)輸入信號(hào)，需要用幾位二進(jìn)制代碼進(jìn)行編碼輸出？（）A.2位B.3位C.4位D.8位5、在數(shù)字邏輯中，若要將兩個(gè)8位二進(jìn)制數(shù)相減，并產(chǎn)生借位輸出，以下哪種組合邏輯門較為合適？（）A.異或門和與門B.同或門和或門C.與非門和或非門D.減法器和與門6、譯碼器則是編碼器的逆過(guò)程，它將輸入的二進(jìn)制編碼轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)。一個(gè)3線-8線譯碼器，當(dāng)輸入編碼為101時(shí)，其輸出的有效信號(hào)為：（）A.第5個(gè)輸出端B.第6個(gè)輸出端C.第7個(gè)輸出端D.第8個(gè)輸出端7、在數(shù)字音頻處理中，數(shù)字邏輯也有一定的應(yīng)用。以下關(guān)于數(shù)字音頻處理中數(shù)字邏輯的描述，錯(cuò)誤的是（）A.音頻的采樣、量化和編碼可以通過(guò)數(shù)字邏輯電路來(lái)完成B.數(shù)字濾波器可以用于音頻信號(hào)的濾波處理，改善音質(zhì)C.數(shù)字音頻的存儲(chǔ)和傳輸離不開(kāi)數(shù)字邏輯的支持D.數(shù)字邏輯在數(shù)字音頻處理中的作用不大，主要依靠模擬電路8、數(shù)據(jù)選擇器可以從多個(gè)輸入數(shù)據(jù)中選擇一個(gè)輸出。假設(shè)有一個(gè)4選1數(shù)據(jù)選擇器，其選擇控制端為S1S0，輸入數(shù)據(jù)為D0、D1、D2、D3。當(dāng)S1S0=10時(shí)，輸出的數(shù)據(jù)為：（）A.D0B.D1C.D2D.D39、在數(shù)字邏輯中，提高數(shù)字電路的可靠性可以采用多種措施。以下措施中，不能提高數(shù)字電路可靠性的是（）A.采用冗余設(shè)計(jì)B.優(yōu)化電路布局和布線C.提高工作電壓D.選用高質(zhì)量的元器件10、數(shù)字邏輯中的全加器可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)和一個(gè)進(jìn)位的相加。一個(gè)全加器的輸入為A=1，B=1，進(jìn)位C_in=1，那么輸出的和S和進(jìn)位C_out分別是多少？（）A.S=1，C_out=1B.S=0，C_out=1C.不確定D.根據(jù)其他因素判斷11、在數(shù)字邏輯中，有限狀態(tài)機(jī)（FSM）是一種用于描述時(shí)序邏輯行為的模型。以下關(guān)于有限狀態(tài)機(jī)的描述中，正確的是（）A.由狀態(tài)、輸入、輸出和狀態(tài)轉(zhuǎn)換組成B.可以用狀態(tài)圖和狀態(tài)表來(lái)描述C.能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜的控制邏輯D.以上都是12、在數(shù)字邏輯的同步時(shí)序電路中，時(shí)鐘信號(hào)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(guò)高，可能會(huì)導(dǎo)致以下哪種問(wèn)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(wèn)題13、時(shí)序邏輯電路與組合邏輯電路不同，它包含存儲(chǔ)元件，能夠記住過(guò)去的輸入信息。常見(jiàn)的時(shí)序邏輯電路有觸發(fā)器、計(jì)數(shù)器和寄存器等。在一個(gè)D觸發(fā)器中，當(dāng)時(shí)鐘脈沖上升沿到來(lái)時(shí)，如果D輸入端的值為1，那么輸出Q的值將：（）A.保持不變B.變?yōu)?C.變?yōu)?D.不確定，取決于之前的狀態(tài)14、邏輯門是數(shù)字電路的基本單元，常見(jiàn)的邏輯門有與門、或門、非門等。對(duì)于與非門和或非門，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A.與非門是先進(jìn)行與運(yùn)算，然后對(duì)結(jié)果取非B.或非門是先進(jìn)行或運(yùn)算，然后對(duì)結(jié)果取非C.與非門和或非門都可以由與門、或門和非門組合而成D.與非門和或非門在邏輯功能上是完全相同的15、在數(shù)字邏輯中，若要檢測(cè)一個(gè)電路是否存在靜態(tài)冒險(xiǎn)，可通過(guò)觀察其：（）A.真值表B.卡諾圖C.邏輯表達(dá)式D.以上均可二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）詳細(xì)闡述如何用硬件描述語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)一個(gè)狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)跳轉(zhuǎn)的條件判斷優(yōu)化。2、（本題5分）在數(shù)字電路中，解釋如何使用VHDL或Verilog等硬件描述語(yǔ)言描述一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)字邏輯模塊，如加法器。3、（本題5分）詳細(xì)闡述在數(shù)字電路的可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)中，試驗(yàn)方案的制定和結(jié)果評(píng)估。三、分析題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）給定一個(gè)8位的二進(jìn)制數(shù)，使用邏輯運(yùn)算（與、或、非、異或等）實(shí)現(xiàn)對(duì)其某些特定位的置位和清零操作。詳細(xì)分析每一步操作所使用的邏輯運(yùn)算及其作用，解釋最終結(jié)果是如何得到的。2、（本題5分）給定一個(gè)由多個(gè)鎖存器和移位寄存器組成的數(shù)字存儲(chǔ)系統(tǒng)，分析系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和讀取過(guò)程，確定存儲(chǔ)容量和訪問(wèn)速度。討論在數(shù)據(jù)緩存和流水線處理中的應(yīng)用和性能優(yōu)化。3、（本題5分）給定一個(gè)由多個(gè)編碼器、譯碼器和乘法器組成的數(shù)字圖像處理系統(tǒng)，分析系統(tǒng)的圖像編碼和解碼過(guò)程，計(jì)算處理的速度和圖像質(zhì)量。討論在數(shù)字圖像處理中的關(guān)鍵技術(shù)和挑戰(zhàn)。4、（本題5分）有一個(gè)數(shù)字音頻處理系統(tǒng)中的音頻濾波模塊，如巴特沃斯濾波器。分析濾波器的設(shè)計(jì)參數(shù)和頻率響應(yīng)特性，設(shè)計(jì)相應(yīng)的數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)濾波功能。探討如何根據(jù)不同的音頻頻率范圍選擇合適的濾波器參數(shù)。5、（本題5分）給定一個(gè)復(fù)雜的數(shù)字系統(tǒng)，分析其功耗特性和散熱需求。研究如何通過(guò)優(yōu)化電路設(shè)計(jì)、選擇低功耗器件和采用節(jié)能策略來(lái)降低系統(tǒng)功耗，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。四、設(shè)計(jì)題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)選擇器，根據(jù)14個(gè)控制信號(hào)從16384個(gè)輸入