北京舞蹈學(xué)院《數(shù)字模型設(shè)計(jì)與制作》2023-2024學(xué)年第二學(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)北京舞蹈學(xué)院

《數(shù)字模型設(shè)計(jì)與制作》2023-2024學(xué)年第二學(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1分，共15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、當(dāng)研究數(shù)字邏輯中的奇偶校驗(yàn)碼時(shí)，假設(shè)要對(duì)一組8位數(shù)據(jù)進(jìn)行奇偶校驗(yàn)。以下關(guān)于奇偶校驗(yàn)的作用和特點(diǎn)，哪個(gè)描述是準(zhǔn)確的（）A.只能檢測(cè)奇數(shù)個(gè)錯(cuò)誤B.能糾正數(shù)據(jù)中的錯(cuò)誤C.奇偶校驗(yàn)位的位置是固定的D.增加了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?、在數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，需要考慮功耗、速度、面積等多個(gè)因素。降低功耗是一個(gè)重要的設(shè)計(jì)目標(biāo)。以下哪種方法不能有效地降低數(shù)字電路的功耗：（）A.降低工作電壓B.減少晶體管的數(shù)量C.提高時(shí)鐘頻率D.采用低功耗的邏輯門(mén)3、用卡諾圖化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)F(A,B,C,D)=∑m(0,2,4,6,8,10,12,14)，最簡(jiǎn)與或表達(dá)式為？（）A.B+DB.A+CC.A'+C'D.B'+D'4、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(mén)較為合適？（）A.異或門(mén)和與門(mén)B.同或門(mén)和或門(mén)C.與非門(mén)和或非門(mén)D.減法器和與門(mén)6、在數(shù)字邏輯電路的測(cè)試和故障診斷中，邏輯分析儀是一種常用的工具。它可以同時(shí)監(jiān)測(cè)多個(gè)信號(hào)，并以圖形的方式顯示信號(hào)的變化。邏輯分析儀的主要優(yōu)點(diǎn)包括：（）A.只能處理低速信號(hào)B.不能存儲(chǔ)大量的數(shù)據(jù)C.能夠快速準(zhǔn)確地捕捉和分析信號(hào)D.價(jià)格昂貴，不適合一般應(yīng)用7、在數(shù)字邏輯電路中，競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)可能會(huì)在多個(gè)輸入信號(hào)同時(shí)變化時(shí)產(chǎn)生。為了判斷一個(gè)邏輯電路是否存在競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)，可以通過(guò)觀察邏輯表達(dá)式或者繪制波形圖來(lái)進(jìn)行。以下關(guān)于競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)判斷的描述，錯(cuò)誤的是：（）A.只要邏輯表達(dá)式中存在變量的互補(bǔ)形式，就一定存在競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)B.波形圖中出現(xiàn)尖峰脈沖，說(shuō)明存在競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)C.增加冗余項(xiàng)可以消除競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)D.競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)不會(huì)影響電路的邏輯功能8、在數(shù)字邏輯電路中，假設(shè)我們要設(shè)計(jì)一個(gè)加法器來(lái)計(jì)算兩個(gè)4位二進(jìn)制數(shù)的和?？紤]到速度和復(fù)雜度的平衡，以下哪種加法器結(jié)構(gòu)通常是較為理想的選擇？（）A.半加器級(jí)聯(lián)B.全加器級(jí)聯(lián)C.并行加法器D.串行加法器9、對(duì)于一個(gè)同步置數(shù)的計(jì)數(shù)器，在置數(shù)信號(hào)有效時(shí)，計(jì)數(shù)器的狀態(tài)會(huì)立即變?yōu)轭A(yù)置的數(shù)值嗎？（）A.會(huì)B.不會(huì)C.取決于時(shí)鐘信號(hào)D.以上都不對(duì)10、對(duì)于一個(gè)同步時(shí)序邏輯電路，其輸出不僅取決于當(dāng)前輸入，還取決于：（）A.上一時(shí)刻的輸入B.上一時(shí)刻的輸出C.內(nèi)部狀態(tài)D.時(shí)鐘脈沖頻率11、對(duì)于一個(gè)16進(jìn)制計(jì)數(shù)器，要實(shí)現(xiàn)從0計(jì)數(shù)到F，需要多少個(gè)時(shí)鐘脈沖？（）A.15B.16C.31D.3212、二進(jìn)制編碼是數(shù)字系統(tǒng)中表示信息的重要方式。關(guān)于二進(jìn)制編碼，以下說(shuō)法不正確的是（）A.8421碼是一種常見(jiàn)的有權(quán)碼B.格雷碼相鄰兩個(gè)編碼之間只有一位不同C.余3碼是一種無(wú)權(quán)碼D.無(wú)論采用哪種編碼方式，都能唯一表示所有的十進(jìn)制數(shù)13、在數(shù)字電路中，異步時(shí)序電路與同步時(shí)序電路相比，具有一些不同的特點(diǎn)。假設(shè)一個(gè)異步計(jì)數(shù)器，其計(jì)數(shù)速度可能會(huì)受到以下哪個(gè)因素的影響？（）A.時(shí)鐘信號(hào)的頻率B.觸發(fā)器的類型C.各觸發(fā)器之間的延遲差異D.計(jì)數(shù)器的初始值14、考慮一個(gè)數(shù)字電路，其輸入和輸出之間存在一定的延遲。如果要減小這種延遲，提高電路的響應(yīng)速度，以下哪種方法是可行的？（）A.優(yōu)化電路的布線，減少信號(hào)傳輸路徑B.選用速度更快的邏輯門(mén)器件C.減少電路中的級(jí)數(shù)和中間環(huán)節(jié)D.以上方法都可以有效地減小延遲15、在數(shù)字電路中，若要將一個(gè)頻率為100kHz的矩形波信號(hào)分頻為10kHz的矩形波信號(hào)，應(yīng)采用哪種計(jì)數(shù)器？（）A.十進(jìn)制計(jì)數(shù)器B.二進(jìn)制計(jì)數(shù)器C.八進(jìn)制計(jì)數(shù)器D.十六進(jìn)制計(jì)數(shù)器二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）說(shuō)明在數(shù)字電路中如何利用時(shí)鐘使能信號(hào)控制電路的工作狀態(tài)，節(jié)省功耗。2、（本題5分）說(shuō)明在數(shù)字系統(tǒng)中如何進(jìn)行存儲(chǔ)器的擴(kuò)展，包括位擴(kuò)展和字?jǐn)U展。3、（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)乘法器，考慮不同的乘法算法。4、（本題5分）說(shuō)明在數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)中如何利用時(shí)序分析工具檢查電路的時(shí)序是否滿足要求。三、分析題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字邏輯電路，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)生物醫(yī)學(xué)信號(hào)（如心電圖、腦電圖等）的采集和處理。仔細(xì)分析生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的特點(diǎn)和處理要求，解釋電路中各個(gè)模塊的功能和實(shí)現(xiàn)方式，探討如何提高信號(hào)質(zhì)量和診斷準(zhǔn)確性。2、（本題5分）用數(shù)字邏輯實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)字信號(hào)去噪電路，例如基于小波變換的去噪。深入分析去噪算法的邏輯實(shí)現(xiàn)和效果，解釋如何選擇合適的小波基和閾值，研究在不同信號(hào)類型中的應(yīng)用。3、（本題5分）使用譯碼器和數(shù)據(jù)選擇器設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)輸入信號(hào)的選擇和輸出。分析譯碼器和數(shù)據(jù)選擇器的工作原理，以及如何根據(jù)輸入的控制信號(hào)正確地選擇和輸出所需的信號(hào)。4、（本題5分）給定一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)中的時(shí)鐘分配網(wǎng)絡(luò)，需要將一個(gè)主時(shí)鐘信號(hào)分配到多個(gè)子模塊。分析時(shí)鐘分配的要求和挑戰(zhàn)，如時(shí)鐘偏差和抖動(dòng)。設(shè)計(jì)相應(yīng)的數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘的分配和同步，探討如何保證各個(gè)子模塊能夠準(zhǔn)確地接收和使用時(shí)鐘信號(hào)。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字邏輯電路，用于檢測(cè)一個(gè)8位二進(jìn)制數(shù)中1的個(gè)數(shù)是否大于4。詳細(xì)闡述設(shè)計(jì)思路，通過(guò)邏輯表達(dá)式和真值表進(jìn)行分析，并畫(huà)出邏輯電路圖。探討該電路在數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和條件判斷中的應(yīng)用和擴(kuò)展。四、設(shè)計(jì)題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題10分）使用計(jì)數(shù)器和移位寄存器設(shè)計(jì)一個(gè)能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的循環(huán)存儲(chǔ)和讀取的電路，畫(huà)出邏輯圖和工