北京理工大学《数字逻辑基础》2021-2022学年第一学期期末试卷

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《数字逻辑基础》2021-2022学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分批阅人一、单选题（本大题共20个小题，每小题1分，共20分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）1、数字逻辑中的竞争冒险现象是指什么？在一个组合逻辑电路中，如何判断是否存在竞争冒险现象？（）A.竞争冒险是指由于逻辑门的延迟导致输出出现错误的现象，可以通过观察逻辑电路图判断是否存在B.竞争冒险是指由于输入信号的变化导致输出出现错误的现象，可以通过分析逻辑表达式判断是否存在C.不确定D.竞争冒险现象很难判断2、假设正在设计一个数字电路，用于将一个4位二进制数转换为对应的格雷码。格雷码是一种相邻数值只有一位变化的编码方式。要实现这个转换功能，以下哪种逻辑门的组合是最合适的？（）A.仅使用与门和或门B.仅使用非门和与非门C.使用多种逻辑门，包括与门、或门、非门等的组合D.无法通过逻辑门实现，需要使用特殊的集成电路3、对于一个异步时序逻辑电路，其状态转换与时钟信号不同步。若在某个时刻，输入发生变化，那么状态的改变会立即发生吗？（）A.会B.不会C.有时会D.不确定4、在数字系统中，存储器是用于存储数据和程序的重要部件。关于只读存储器（ROM），以下说法错误的是（）A.ROM中的数据在断电后不会丢失B.PROM是一种可编程的ROM，但只能编程一次C.EPROM可以多次擦除和编程，使用紫外线进行擦除D.ROM的存储容量通常比随机存储器（RAM）大5、加法器是数字电路中进行加法运算的重要部件。以下关于加法器的描述，错误的是（）A.半加器只能处理两个一位二进制数的相加，不考虑进位输入B.全加器可以处理两个一位二进制数的相加，并考虑进位输入C.多位加法器可以通过级联多个全加器来实现D.加法器在进行加法运算时，速度非常快，不会产生任何延迟6、在数字系统中，需要对一个脉冲信号进行整形和滤波，以得到更清晰稳定的信号。以下哪种电路可以实现这个功能？（）A.施密特触发器，对输入进行整形B.低通滤波器，滤除高频噪声C.积分电路，平滑信号D.以上电路都可以用于信号整形和滤波7、对于数字电路中的编码器，假设一个系统需要将8个不同的输入信号编码为3位二进制代码。在这种情况下，以下哪种编码器能够满足要求并且具有较好的性能？（）A.普通编码器B.优先编码器C.二进制编码器D.十进制编码器8、在数字逻辑的未来发展趋势中，以下关于人工智能与数字逻辑的融合的描述，不正确的是（）A.数字逻辑将在人工智能的硬件实现中发挥重要作用B.人工智能的发展将推动数字逻辑技术的创新C.数字逻辑的发展将完全依赖于人工智能的需求D.两者的融合将为计算领域带来新的突破和应用9、在数字逻辑中，若要判断一个二进制数是奇数还是偶数，可以通过检查其最低位的值。若最低位为1，则该数为：（）A.奇数B.偶数C.无法确定D.取决于其他位的值10、在数字逻辑中，可编程逻辑器件（PLD）为数字电路的设计提供了很大的灵活性。以下关于PLD的描述中，不正确的是（）A.可以通过编程实现不同的逻辑功能B.包括可编程阵列逻辑（PAL）和通用阵列逻辑（GAL）等C.编程后不能再修改D.适用于小批量、快速开发的数字电路设计11、在数字逻辑设计中，若要使用PLA（可编程逻辑阵列）实现一个特定的逻辑功能，首先需要进行什么操作？（）A.编程B.布线C.绘制逻辑图D.以上都不是12、在数字逻辑电路中，对于一个由与非门组成的基本RS触发器，当输入R=0，S=0时，触发器的输出状态将保持不变，那么以下哪种情况可能导致输出状态的不确定？（）A.输入同时变为R=1，S=1B.输入变为R=1，S=0C.输入变为R=0，S=1D.以上都不是13、代码表示在数字逻辑中有着广泛应用。假设我们正在使用各种代码。以下关于代码的描述，哪一项是不正确的？（）A.BCD码是用二进制编码来表示十进制数，常见的有8421BCD码B.格雷码的特点是相邻的两个编码之间只有一位发生变化，常用于减少错误的产生C.原码、反码和补码是计算机中表示有符号数的常见方式，补码可以方便地进行加减运算D.无论使用哪种代码，它们所表示的数值范围都是相同的，只是编码方式不同14、在数字逻辑的应用场景中，以下关于计算机存储系统的描述，错误的是（）A.内存和外存都使用数字逻辑来实现存储和读写操作B.闪存是一种非易失性存储介质，基于数字逻辑原理工作C.存储系统的性能主要取决于存储容量，与数字逻辑无关D.数字逻辑在存储系统的地址译码和数据传输中发挥重要作用15、在数字逻辑中，可编程逻辑器件（PLD）为数字电路的设计提供了很大的灵活性。以下关于PLD的描述，错误的是（）A.PLA由与阵列和或阵列组成，可以实现任意组合逻辑函数B.PAL的与阵列可编程，或阵列固定C.GAL具有可重复编程和加密的特点D.CPLD的集成度比FPGA高，性能也更优越16、若一个ROM存储的信息为“1010011111000011”，其地址为4位，数据线为8位，则其存储容量为：（）A.16×8位B.8×16位C.4×8位D.8×4位17、寄存器是数字系统中用于存储数据的部件。以下关于寄存器的描述，错误的是（）A.寄存器可以由D触发器或其他存储元件构成B.寄存器能够在时钟信号的控制下存储和更新数据C.移位寄存器不仅可以存储数据，还能实现数据的移位操作D.寄存器的存储容量是固定的，不能根据需要进行扩展18、若要设计一个能对60进制进行计数的计数器，至少需要多少个触发器？（）A.6B.7C.8D.919、已知一个JK触发器的J和K输入端都为1，在时钟脉冲的下降沿，触发器的状态会怎样变化？（）A.置0B.置1C.翻转D.保持不变20、考虑一个复杂的数字系统，其中包含多个子模块。为了确保各个子模块之间能够正确地通信和协调工作，通常会使用一些控制信号。如果要产生一个同步的控制信号，使得多个子模块在特定的时钟周期内执行特定的操作，以下哪种方法是最可靠的？（）A.使用一个单独的时钟源，通过分频产生控制信号B.利用组合逻辑电路根据输入条件生成控制信号C.随机生成控制信号，依靠系统的容错能力来保证正确运行D.以上方法都不可靠，无法实现同步控制二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）解释在数字电路中如何处理数字信号的抖动，提高信号的稳定性。2、（本题5分）深入解释在触发器的工作原理中，边沿触发和电平触发的区别，以及各自的适用场景。3、（本题5分）详细阐述如何用逻辑门实现一个加法器的超前进位技术，提高运算速度。4、（本题5分）详细说明数字逻辑中编码器和译码器的集成度和封装形式对系统设计的影响，分析在不同应用场景中的选择策略。5、（本题5分）说明在数字逻辑设计中如何进行面积和速度的权衡，以满足不同的设计要求。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）使用计数器和移位寄存器设计一个能实现数据循环移位和计数的电路，画出逻辑图和工作原理。2、（本题5分）设计一个全加器，能够进行三个64位二进制数的加法运算，并输出结果和进位的扩展表示。3、（本题5分）设计一个数字电路，能够将输入的14位二进制数拆分为两个7位二进制数，然后分别进行乘法运算，输出结果为14位二进制数，画出逻辑电路图。4、（本题5分）用JK触发器和逻辑门设计一个能实现状态跳转的电路，根据输入条件跳转到特定状态，画出状态图。5、（本题5分）设计一个能检测输入的七位二进制数中是否存在连续四个1的电路，用逻辑门实现，画出逻辑图。四、分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）利用数字逻辑设计一个数字音频均衡器电路，能够调整音频信号的频率响应。详细阐述均衡器的工作原理和参数设置，分析各个频段的增益控制逻辑和实现方式。2、（本题10