北京邮电大学《数字逻辑与数字系统课程设计》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《数字逻辑与数字系统课程设计》

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20个小题，每小题2分，共40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、若要设计一个能对输入的3位二进制数进行排序的电路，最少需要几个比较器？（）A.2B.3C.4D.52、在数字逻辑电路中，信号的传输会存在延迟，这会对电路的性能产生影响。以下关于信号传输延迟的描述，不正确的是（）A.信号传输延迟包括门延迟和布线延迟B.门延迟是由于逻辑门的内部结构导致的，通常是固定的C.布线延迟与电路的布局和连线长度有关，可以通过优化布线来减小D.信号传输延迟对数字电路的影响可以忽略不计，不需要在设计中考虑3、在数字电路的竞争冒险现象中，假设一个组合逻辑电路的输入发生变化时，输出出现了短暂的不正确脉冲。以下哪种方法最常用于消除这种竞争冒险？（）A.接入滤波电容B.修改逻辑设计C.增加冗余项D.降低电源电压4、在一个数字电路中，使用了组合逻辑和时序逻辑。关于组合逻辑和时序逻辑的区别，以下哪种描述是正确的？（）A.组合逻辑的输出仅取决于当前的输入，时序逻辑的输出取决于输入和之前的状态B.组合逻辑使用触发器存储数据，时序逻辑使用逻辑门进行运算C.组合逻辑的响应速度比时序逻辑快D.以上描述都不正确5、除法运算在数字逻辑中也有相应的实现方法。以下关于除法运算的描述，错误的是（）A.恢复余数法和不恢复余数法是常见的除法运算算法B.除法运算可以通过减法和移位操作来实现C.除法运算的速度通常比乘法运算快D.除法运算在数字电路中的实现相对复杂，需要考虑更多的细节6、在数字系统的设计中，需要考虑功耗、速度、面积等多个因素。降低功耗是一个重要的设计目标。以下哪种方法不能有效地降低数字电路的功耗：（）A.降低工作电压B.减少晶体管的数量C.提高时钟频率D.采用低功耗的逻辑门7、考虑一个数字系统，需要对输入的串行数据进行并行转换。如果输入数据的速率较高，为了能够准确地完成转换，以下哪种方法是最合适的？（）A.使用移位寄存器，逐步移位并存储数据B.使用计数器结合逻辑门来实现转换C.先将串行数据缓存，然后一次性进行转换D.以上方法都无法满足高速转换的要求8、在数字系统中，一个能够存储8位二进制信息的寄存器，至少需要：（）A.8个触发器B.4个触发器C.16个触发器D.2个触发器9、假设正在研究数字电路中的信号完整性问题，即信号在传输过程中可能出现的失真、延迟和噪声等。以下哪种措施可以有效地改善信号完整性？（）A.优化布线，减少信号反射B.增加信号驱动能力C.使用屏蔽线减少干扰D.以上措施都可以改善信号完整性10、在数字电路中，施密特触发器具有回差特性。关于施密特触发器的应用，以下说法不正确的是（）A.施密特触发器可以用于波形整形B.施密特触发器可以用于脉冲鉴幅C.施密特触发器可以用于消除干扰信号D.施密特触发器只能用于数字电路，不能用于模拟电路11、在数字逻辑中，编码器和译码器有着不同的功能。假设我们正在使用编码器和译码器。以下关于编码器和译码器的描述，哪一项是不正确的？（）A.编码器将多个输入信号编码为较少位的输出信号B.译码器将输入的二进制代码转换为对应的输出信号C.优先编码器在多个输入同时有效时，只对优先级高的输入进行编码D.编码器和译码器的输入和输出位数是固定不变的，不能根据需求进行调整12、用8选1数据选择器实现逻辑函数F=A'B+AB'，需要将函数化为？（）A.标准与或式B.标准或与式C.最小项表达式D.最大项表达式13、在数字系统中，经常需要进行数值的比较和判断。比较器可以用于比较两个数字的大小。一个4位数值比较器，当输入A=1010，B=1100时，输出的结果为：（）A.A>BB.A<BC.A=BD.无法确定14、在数字系统中，数字信号具有离散的数值和特定的时间间隔。以下关于数字信号特点的描述中，正确的是（）A.抗干扰能力强B.便于存储和处理C.精度高D.以上都是15、假设在一个数字控制系统中，需要根据输入的数字信号产生相应的控制脉冲。脉冲的宽度和周期需要精确控制以满足系统要求。为了实现这种精确的脉冲生成，以下哪种数字逻辑器件是最合适的？（）A.计数器B.定时器C.移位寄存器D.译码器16、在数字电路中，若要对一个8位的二进制数进行取模运算，以下哪种方法较为可行？（）A.使用除法器B.通过逻辑运算C.利用计数器D.以上都不是17、在数字逻辑电路的竞争冒险现象中，假设一个电路在输入信号发生变化时，由于不同路径的延迟差异，可能会导致输出出现短暂的错误脉冲。这种现象可能会影响电路的稳定性和可靠性。为了避免或减少竞争冒险的影响，以下哪种措施是最为有效的？（）A.增加冗余项B.引入同步时钟C.优化电路布局D.降低电源电压18、在数字逻辑的时序逻辑电路设计中，状态图是一种重要的设计工具。假设要设计一个自动售货机的控制电路，使用状态图可以清晰地描述电路的状态转换和输出。以下关于状态图的作用和绘制方法，哪个说法是正确的（）A.状态图只能表示有限个状态B.状态图不能反映输出的变化C.绘制状态图不需要考虑输入条件D.状态图可以帮助设计人员直观理解电路的行为19、在数字逻辑的发展中，新技术和新方法不断涌现。以下关于数字逻辑发展趋势的描述，不正确的是（）A.集成度越来越高，芯片功能越来越强大B.功耗越来越低，性能越来越高C.设计方法越来越复杂，对设计者的要求越来越低D.应用领域不断扩展，与其他学科的交叉融合越来越紧密20、在数字通信系统中，数字逻辑也发挥着重要作用。以下关于数字逻辑在数字通信中的应用，正确的是（）A.数字逻辑用于信号的编码和解码、调制和解调B.数字通信系统中的差错控制编码与数字逻辑无关C.数字逻辑在数字通信中的应用主要集中在硬件层面，软件层面的作用较小D.随着通信技术的发展，数字逻辑在数字通信中的重要性逐渐降低二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）阐述数字逻辑中编码器和译码器的噪声容限和抗干扰能力，分析其在恶劣环境下的应用。2、（本题5分）解释寄存器和移位寄存器的概念，它们的功能是什么，以及在数据存储和传输中的应用。3、（本题5分）详细阐述在加法器的面积优化策略中，如资源共享和逻辑化简的具体实现。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个编码器，将131072个输入信号编码为17位二进制输出信号。2、（本题5分）设计一个能对输入的4位二进制数进行四舍五入的逻辑电路，列出真值表和逻辑表达式。3、（本题5分）设计一个全加器，能够进行两个512位二进制数的加法运算，并输出结果和进位。4、（本题5分）利用计数器和数据选择器设计一个能产生按位取反数字序列的电路，画出逻辑图和控制信号。5、（本题5分）设计一个能对输入的6位二进制数进行反码操作的逻辑电路，列出真值表和逻辑函数表达式。四、分析题（本大题共2个小题，共20分)1、（本题10分）设计