北京邮电大学《数学软件程序设计》2021-2022学年第一学期期末试卷

学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题…………第1页，共3页北京邮电大学

《数学软件程序设计》2021-2022学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分一、单选题（本大题共15个小题，每小题1分，共15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、已知一个编码器有8个输入信号，需要对其进行编码，则输出的二进制代码至少需要几位？（）A.2位B.3位C.4位D.8位2、在一个数字电路中，需要判断两个4位二进制数是否相等。以下哪种逻辑电路的设计可能是最简的？（）A.使用异或门对两个数的每一位进行比较，然后将结果进行与运算B.对两个数逐位进行减法运算，判断结果是否为0C.将两个数转换为十进制，然后进行比较，需要复杂的转换电路D.对两个数进行按位与和按位或运算，根据结果判断3、在一个同步时序逻辑电路中，若时钟脉冲的频率为50MHz，一个状态持续的时间为20ns，那么该电路的状态数为：（）A.5B.10C.20D.504、在数字电路中，若要实现一个能将输入的8位二进制数乘以2的电路，以下哪种方法较为简便？（）A.左移一位B.使用乘法器芯片C.通过逻辑运算D.以上都不是5、对于数字电路中的加法运算，假设要实现两个8位有符号二进制数的加法，并且需要考虑溢出的情况。以下哪种方法最适合检测溢出？（）A.检查最高位的进位B.比较和与操作数的符号C.使用专门的溢出检测电路D.以上方法结合使用6、现场可编程门阵列（FPGA）是一种大规模的可编程逻辑器件。关于FPGA的结构，以下说法不正确的是（）A.FPGA由可编程逻辑块、输入输出块和互连资源组成B.可编程逻辑块是FPGA的基本逻辑单元C.FPGA的布线资源是固定的，不能重新配置D.FPGA可以通过硬件描述语言进行编程7、数据选择器和数据分配器在数字电路中用于数据的传输和控制。假设我们正在研究它们的工作方式。以下关于数据选择器和数据分配器的描述，哪一项是不准确的？（）A.数据选择器根据控制信号从多个输入数据中选择一个输出B.数据分配器将输入数据按照控制信号分配到多个输出端C.数据选择器和数据分配器可以由逻辑门和触发器构建D.数据选择器和数据分配器的功能是相互独立的，不能相互转换8、在一个数字电路中，需要对多个输入信号进行优先级编码。以下哪种编码器可能是最适合的？（）A.普通二进制编码器，对输入信号进行直接编码B.优先编码器，能够根据输入信号的优先级进行编码C.格雷码编码器，输出具有良好容错性的编码D.以上编码器都不适合进行优先级编码9、数字逻辑中的状态机有多种类型，如摩尔型和米利型。假设一个状态机用于检测输入序列中连续的1，以下哪种类型的状态机更适合？（）A.摩尔型B.米利型C.两者都可以D.两者都不适合10、在数字逻辑电路中，移位寄存器可以实现数据的左移和右移操作。一个4位双向移位寄存器，当控制信号为左移时，输入为特定的二进制数，经过多次时钟脉冲后，输出会发生什么变化？（）A.输出的数据依次向左移动B.输出的数据依次向右移动C.不确定D.输出的数据保持不变11、用4位二进制加法器实现两个8位二进制数的加法运算，需要采用？（）A.串行进位B.并行进位C.分组进位D.以上都可以12、在数字逻辑中，数制的转换是一项基本的操作。将十进制数转换为二进制数时，以下方法错误的是（）A.除2取余法，将每次的余数从右往左排列B.不断将十进制数除以2，直到商为0C.可以先将十进制数转换为八进制，再将八进制转换为二进制D.直接按照二进制的位权展开计算13、在一个数字系统中，使用编码器将8个输入信号编码为3位二进制代码，若同时有两个输入信号有效，会出现什么情况？（）A.输出错误代码B.随机输出一个有效代码C.输出优先级高的输入信号的编码D.以上都不对14、当研究数字电路中的计数器时，假设需要设计一个能够从0计数到15的4位二进制计数器。以下哪种计数器类型可以实现这个功能，并且在计数过程中具有较好的稳定性？（）A.异步计数器B.同步计数器C.加法计数器D.减法计数器15、假设在一个计算机的内存管理单元中，需要根据地址线的输入来确定内存单元的读写操作。地址线的信号经过一系列的逻辑处理来生成控制信号。如果要实现一个能够根据不同地址范围进行不同操作的逻辑电路，以下哪种方法是最合适的？（）A.使用组合逻辑电路B.使用时序逻辑电路C.使用可编程逻辑器件D.使用模拟电路二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）在数字电路设计中，解释如何进行数字逻辑电路的电磁兼容性（EMC）设计，包括布线规则和屏蔽措施。2、（本题5分）详细阐述在数字逻辑中，组合逻辑电路和时序逻辑电路的根本区别，并分别举例说明它们在实际数字系统中的应用。3、（本题5分）深入分析在时序逻辑电路的状态化简中，如何合并等价状态以简化状态转换图和逻辑电路。4、（本题5分）深入分析在数字电路的低功耗设计策略中，如门控时钟、电源门控等技术的原理和应用。三、分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）构建一个数字逻辑电路，用于实现对雷达信号的处理和目标检测。全面分析雷达信号的特点和处理算法，讨论如何通过数字逻辑实现脉冲压缩、动目标检测等功能。2、（本题5分）利用数字逻辑设计一个数字图像缩放电路，能够对图像进行放大或缩小处理。详细阐述图像缩放的算法和逻辑实现，分析图像质量的保持和优化方法。3、（本题5分）给定一个复杂的数字系统，分析其功耗特性和散热需求。研究如何通过优化电路设计、选择低功耗器件和采用节能策略来降低系统功耗，保证系统的稳定性和可靠性。4、（本题5分）给定一个复杂的数字逻辑电路，其中包含多个子电路和反馈回路。分析电路的功能和行为，使用逻辑仿真工具验证电路的正确性，查找可能存在的竞争冒险和时序问题，并提出解决方案。5、（本题5分）设计一个数字电路，能够检测一个64位二进制数中是否存在连续的4个1。详细分析检测的逻辑思路和算法，说明电路中如何实现高效的连续位检测。考虑如何处理不同长度的连续位检测需求。四、设计题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）利用逻辑门设计一个或与非门。2、（本题10分）设计一个计数器，能够实现从0到