山西傳媒學(xué)院《數(shù)字雕塑》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(xiàn)…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁(yè)，共3頁(yè)山西傳媒學(xué)院

《數(shù)字雕塑》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共30個(gè)小題，每小題1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)字電路的觸發(fā)器設(shè)計(jì)中，假設(shè)需要一個(gè)能夠在時(shí)鐘上升沿觸發(fā)并且具有異步置位和復(fù)位功能的觸發(fā)器。以下哪種觸發(fā)器符合這些要求？（）A.D觸發(fā)器B.JK觸發(fā)器C.T觸發(fā)器D.SR觸發(fā)器2、在數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)中，若要實(shí)現(xiàn)一個(gè)能判斷輸入的3位二進(jìn)制數(shù)是否大于4的電路，最少需要幾個(gè)邏輯門(mén)？（）A.2B.3C.4D.53、在組合邏輯電路中，若輸入信號(hào)A從0變?yōu)?，同時(shí)輸入信號(hào)B從1變?yōu)?，而輸出信號(hào)在這個(gè)過(guò)程中沒(méi)有發(fā)生變化，可能的原因是？（）A.存在競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)B.電路設(shè)計(jì)錯(cuò)誤C.輸出與輸入無(wú)關(guān)D.以上都有可能4、在數(shù)字系統(tǒng)中，異步復(fù)位和同步復(fù)位是兩種常見(jiàn)的復(fù)位方式。異步復(fù)位不受時(shí)鐘信號(hào)的控制，而同步復(fù)位在時(shí)鐘信號(hào)的有效沿進(jìn)行復(fù)位操作。以下關(guān)于異步復(fù)位和同步復(fù)位的比較，正確的是：（）A.異步復(fù)位的可靠性高于同步復(fù)位B.同步復(fù)位更容易產(chǎn)生毛刺C.異步復(fù)位可能會(huì)導(dǎo)致亞穩(wěn)態(tài)D.同步復(fù)位的設(shè)計(jì)更簡(jiǎn)單5、假設(shè)正在分析一個(gè)數(shù)字電路的功耗，以下哪個(gè)因素對(duì)于功耗的影響最為顯著？（）A.工作頻率，頻率越高功耗越大B.電源電壓，電壓越高功耗越大C.門(mén)電路的類(lèi)型，不同類(lèi)型功耗不同D.電路的規(guī)模，規(guī)模越大功耗越大6、對(duì)于數(shù)字電路中的加法運(yùn)算，假設(shè)要實(shí)現(xiàn)兩個(gè)8位有符號(hào)二進(jìn)制數(shù)的加法，并且需要考慮溢出的情況。以下哪種方法最適合檢測(cè)溢出？（）A.檢查最高位的進(jìn)位B.比較和與操作數(shù)的符號(hào)C.使用專(zhuān)門(mén)的溢出檢測(cè)電路D.以上方法結(jié)合使用7、在數(shù)字邏輯中，移位寄存器除了用于數(shù)據(jù)的移位操作，還可以用于實(shí)現(xiàn)其他功能。假如要利用移位寄存器實(shí)現(xiàn)一個(gè)串行-并行轉(zhuǎn)換器，以下哪種方式是可行的？（）A.將輸入的串行數(shù)據(jù)依次存入移位寄存器，然后同時(shí)輸出B.對(duì)移位寄存器中的數(shù)據(jù)進(jìn)行特定的邏輯運(yùn)算后輸出C.按照一定的時(shí)鐘節(jié)拍，逐步從移位寄存器中輸出數(shù)據(jù)D.移位寄存器無(wú)法實(shí)現(xiàn)串行-并行轉(zhuǎn)換功能8、若一個(gè)ROM存儲(chǔ)的信息為“1010011111000011”，其地址為4位，數(shù)據(jù)線(xiàn)為8位，則其存儲(chǔ)容量為：（）A.16×8位B.8×16位C.4×8位D.8×4位9、在數(shù)字邏輯電路的設(shè)計(jì)中，需要進(jìn)行邏輯綜合，將高級(jí)描述轉(zhuǎn)換為門(mén)級(jí)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(cuò)誤的是：（）A.可以自動(dòng)完成邏輯化簡(jiǎn)B.不能考慮時(shí)序約束C.可以?xún)?yōu)化電路的面積和速度D.可以根據(jù)不同的工藝庫(kù)進(jìn)行映射10、若一個(gè)邏輯函數(shù)的最簡(jiǎn)與或表達(dá)式為F=A+B'C，則其對(duì)偶式為？（）A.F'=(A'+B)C'B.F'=A'(B+C')C.F'=(A'+B')CD.F'=A(B'+C)11、在數(shù)字邏輯中，布爾代數(shù)是基礎(chǔ)理論之一。假設(shè)我們正在研究一個(gè)邏輯電路的表達(dá)式化簡(jiǎn)。以下關(guān)于布爾代數(shù)的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.布爾代數(shù)中的基本運(yùn)算包括與（AND）、或（OR）和非（NOT）B.布爾代數(shù)的定律和規(guī)則可以用于簡(jiǎn)化邏輯表達(dá)式，減少邏輯門(mén)的數(shù)量C.布爾代數(shù)中的德摩根定律表明，對(duì)一個(gè)邏輯表達(dá)式取反時(shí)，與運(yùn)算和或運(yùn)算會(huì)相互轉(zhuǎn)換D.布爾代數(shù)只能用于處理二值邏輯，即0和1，無(wú)法處理多值邏輯12、要設(shè)計(jì)一個(gè)能將4位二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為格雷碼的電路，以下哪種方法是可行的？（）A.使用加法器B.使用減法器C.通過(guò)邏輯表達(dá)式直接轉(zhuǎn)換D.以上都不行13、用卡諾圖化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)F(A,B,C,D)=∑m(0,2,8,10,12,14)，最簡(jiǎn)與或表達(dá)式為？（）A.B+DB.A+CC.A'+C'D.B'+D'14、在一個(gè)數(shù)字電路中，需要判斷兩個(gè)4位二進(jìn)制數(shù)是否相等。以下哪種邏輯電路的設(shè)計(jì)可能是最簡(jiǎn)的？（）A.使用異或門(mén)對(duì)兩個(gè)數(shù)的每一位進(jìn)行比較，然后將結(jié)果進(jìn)行與運(yùn)算B.對(duì)兩個(gè)數(shù)逐位進(jìn)行減法運(yùn)算，判斷結(jié)果是否為0C.將兩個(gè)數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制，然后進(jìn)行比較，需要復(fù)雜的轉(zhuǎn)換電路D.對(duì)兩個(gè)數(shù)進(jìn)行按位與和按位或運(yùn)算，根據(jù)結(jié)果判斷15、數(shù)字邏輯是計(jì)算機(jī)科學(xué)的重要基礎(chǔ)，它研究數(shù)字信號(hào)的存儲(chǔ)、傳輸和處理。在數(shù)字電路中，邏輯門(mén)是實(shí)現(xiàn)基本邏輯運(yùn)算的單元。以下關(guān)于與門(mén)的描述中，錯(cuò)誤的是（）A.與門(mén)的邏輯功能是當(dāng)所有輸入都為高電平時(shí)，輸出才為高電平B.與門(mén)可以用二極管和電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)C.與門(mén)的邏輯表達(dá)式為Y=A∧B，其中A和B是輸入，Y是輸出D.與門(mén)在實(shí)際應(yīng)用中，輸入信號(hào)的變化不會(huì)影響輸出結(jié)果16、已知一個(gè)8選1數(shù)據(jù)選擇器，地址輸入端有3位，當(dāng)輸入地址為101時(shí)，輸出的數(shù)據(jù)是哪個(gè)輸入通道的數(shù)據(jù)？（）A.第1個(gè)B.第3個(gè)C.第5個(gè)D.第7個(gè)17、在數(shù)字邏輯的邏輯函數(shù)化簡(jiǎn)中，假設(shè)給定一個(gè)復(fù)雜的邏輯函數(shù)，需要使用卡諾圖進(jìn)行化簡(jiǎn)。以下哪種情況可能會(huì)導(dǎo)致卡諾圖化簡(jiǎn)的難度增加？（）A.變量數(shù)量較多B.無(wú)關(guān)項(xiàng)較多C.邏輯函數(shù)的表達(dá)式復(fù)雜D.以上情況都可能18、若要設(shè)計(jì)一個(gè)能對(duì)輸入的3位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行排序的電路，最少需要幾個(gè)比較器？（）A.2B.3C.4D.519、組合邏輯電路的輸出僅僅取決于當(dāng)前的輸入，不存在存儲(chǔ)元件。以下關(guān)于組合邏輯電路的特點(diǎn)描述，準(zhǔn)確的是（）A.組合邏輯電路的輸出與電路的過(guò)去狀態(tài)無(wú)關(guān)B.組合邏輯電路中可以包含反饋回路C.由于沒(méi)有存儲(chǔ)元件，組合邏輯電路的輸出響應(yīng)速度較慢D.組合邏輯電路的設(shè)計(jì)比時(shí)序邏輯電路簡(jiǎn)單，不需要考慮時(shí)鐘信號(hào)20、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21、對(duì)于一個(gè)用FPGA實(shí)現(xiàn)的數(shù)字邏輯電路，以下哪種描述方式通常被使用？（）A.原理圖B.硬件描述語(yǔ)言C.真值表D.以上都可以22、數(shù)字邏輯中的數(shù)據(jù)選擇器可以根據(jù)控制信號(hào)從多個(gè)輸入數(shù)據(jù)中選擇一個(gè)輸出。假設(shè)一個(gè)4選1數(shù)據(jù)選擇器，控制信號(hào)為S1S0，輸入為D0、D1、D2、D3。當(dāng)S1S0=10時(shí)，輸出應(yīng)該是哪個(gè)輸入數(shù)據(jù)？（）A.D0B.D1C.D2D.D323、在數(shù)字邏輯電路中，三態(tài)門(mén)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸。當(dāng)三態(tài)門(mén)的控制端為高電平時(shí)，輸出處于高阻態(tài)。以下關(guān)于三態(tài)門(mén)的應(yīng)用，錯(cuò)誤的是：（）A.用于構(gòu)建總線(xiàn)結(jié)構(gòu)B.可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)共享C.三態(tài)門(mén)的高阻態(tài)會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失D.用于提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)男?4、在數(shù)字邏輯的時(shí)序邏輯電路中，觸發(fā)器是存儲(chǔ)單元。假設(shè)一個(gè)D觸發(fā)器的D輸入端在時(shí)鐘上升沿之前為高電平，在上升沿時(shí)變?yōu)榈碗娖?。以下關(guān)于觸發(fā)器輸出端Q的狀態(tài)變化，哪個(gè)是正確的（）A.Q在上升沿變?yōu)楦唠娖紹.Q在上升沿變?yōu)榈碗娖紺.Q保持原來(lái)的狀態(tài)不變D.Q的狀態(tài)不確定25、在數(shù)字邏輯電路的面積優(yōu)化中，假設(shè)給定一個(gè)功能需求，需要在滿(mǎn)足性能要求的前提下盡量減小芯片面積。可以通過(guò)邏輯化簡(jiǎn)、資源共享和架構(gòu)優(yōu)化等方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。以下哪種方法在面積優(yōu)化中通常能夠帶來(lái)最大的節(jié)?。浚ǎ〢.邏輯門(mén)級(jí)的優(yōu)化B.功能模塊的復(fù)用C.算法層面的改進(jìn)D.選擇更小尺寸的晶體管26、對(duì)于數(shù)字邏輯中的奇偶校驗(yàn)碼，假設(shè)要對(duì)一組8位數(shù)據(jù)進(jìn)行奇偶校驗(yàn)。以下哪種奇偶校驗(yàn)方式能夠檢測(cè)出奇數(shù)個(gè)錯(cuò)誤？（）A.奇校驗(yàn)B.偶校驗(yàn)C.兩種校驗(yàn)方式都可以D.兩種校驗(yàn)方式都不行27、在數(shù)字邏輯電路中，計(jì)數(shù)器是一種常見(jiàn)的時(shí)序邏輯電路。一個(gè)4位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，能夠計(jì)數(shù)的最大十進(jìn)制數(shù)是多少？（）A.15B.16C.不確定D.根據(jù)計(jì)數(shù)器的類(lèi)型判斷28、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(yùn)算速度快，全加器的運(yùn)算速度慢C.不確定D.半加器和全加器沒(méi)有區(qū)別29、對(duì)于一個(gè)4位的二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，從0000開(kāi)始計(jì)數(shù)，經(jīng)過(guò)10個(gè)時(shí)鐘脈沖后，計(jì)數(shù)器的狀態(tài)為？（）A.1010B.1001C.1011D.110030、當(dāng)研究數(shù)字邏輯中的計(jì)數(shù)器時(shí)，假設(shè)需要設(shè)計(jì)一個(gè)能夠從0計(jì)數(shù)到9然后再回到0循環(huán)的十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。以下哪種計(jì)數(shù)器類(lèi)型和編碼方式可能是最合適的選擇（）A.異步計(jì)數(shù)器，8421BCD碼B.同步計(jì)數(shù)器，余3碼C.異步計(jì)數(shù)器，格雷碼D.同步計(jì)數(shù)器，5421BCD碼二、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)復(fù)雜的數(shù)字系統(tǒng)，包含多個(gè)加法器、乘法器和寄存器。分析系統(tǒng)的運(yùn)算流程和數(shù)據(jù)通路，確定關(guān)鍵的時(shí)序約束和性能瓶頸。討論在系統(tǒng)優(yōu)化中如何提高運(yùn)算速度和減少資源消耗。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，能夠?qū)⑤斎氲腂CD碼轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制碼。仔細(xì)研究BCD碼和二進(jìn)制碼的轉(zhuǎn)換規(guī)則，說(shuō)明電路中如何進(jìn)行位運(yùn)算和數(shù)值轉(zhuǎn)換?？紤]如何處理非法的BCD碼輸入和提高轉(zhuǎn)換的準(zhǔn)確性。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，能夠?qū)斎氲膬蓚€(gè)8位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行按位異或非運(yùn)算，并輸出結(jié)果。深入分析按位異或非運(yùn)算的邏輯，說(shuō)明電路中如何實(shí)現(xiàn)這種特殊的邏輯操作和信號(hào)處理。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，能夠?qū)斎氲拇袛?shù)據(jù)進(jìn)行奇偶校驗(yàn)，并輸出校驗(yàn)結(jié)果。分析奇偶校驗(yàn)的原理和實(shí)現(xiàn)方法，考慮如何在不同的數(shù)據(jù)傳輸速率下保證校驗(yàn)的準(zhǔn)確性和及時(shí)性。5、（本題5分）有一個(gè)使用T觸發(fā)器和邏輯門(mén)構(gòu)建的移位計(jì)數(shù)器電路，分析計(jì)數(shù)器的移位模式和計(jì)數(shù)規(guī)律，給出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和邏輯表達(dá)式。通過(guò)具體的移位和計(jì)數(shù)操作，驗(yàn)證電路的功能和特性。三、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）解釋什么是數(shù)字邏輯中的異步電路的脈沖模式，以及其應(yīng)用場(chǎng)景。2、（本題5分）詳細(xì)闡述在數(shù)字電路的時(shí)序約束中，如何設(shè)置時(shí)鐘周期、建立時(shí)間和保持時(shí)間等參數(shù)。3、（本題5分）詳細(xì)闡述在數(shù)字電路的老化測(cè)試中