兰州资源环境职业技术大学《数字化相关软件》2023-2024学年第一学期期末试卷

自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密封线第1页，共3页兰州资源环境职业技术大学《数字化相关软件》

2023-2024学年第一学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______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、在数字逻辑中，可编程逻辑器件（PLD）如CPLD和FPGA为数字系统的设计提供了很大的灵活性。CPLD采用的是基于乘积项的结构，而FPGA采用的是基于查找表的结构。以下关于CPLD和FPGA的比较，正确的是：（）A.CPLD的集成度高于FPGAB.FPGA的编程灵活性高于CPLDC.CPLD的速度比FPGA快D.FPGA的功耗比CPLD低2、计数器是一种常见的时序逻辑电路，用于对脉冲进行计数。以下关于计数器的叙述中，错误的是（）A.同步计数器的所有触发器同时翻转，速度较快B.异步计数器的触发器翻转不同步，可能存在延迟C.可以通过级联多个计数器来增加计数范围D.计数器的计数容量只取决于触发器的数量3、对于一个同步时序逻辑电路，若输入信号在时钟脉冲有效沿之后发生变化，对输出有影响吗？（）A.有B.没有C.不确定D.以上都有可能4、考虑数字逻辑中的触发器的类型，JK触发器是一种常见的触发器。假设JK触发器的J和K输入端都为高电平，在时钟脉冲作用下，触发器的状态会如何变化（）A.翻转B.保持不变C.置0D.置15、在数字逻辑设计中，需要考虑电路的可测试性。如果要设计一个易于测试的电路，以下哪种原则是应该遵循的？（）A.尽量减少内部节点的数量B.增加测试点，便于观测内部信号C.使电路的功能尽可能简单D.以上原则都对提高电路的可测试性有帮助6、对于一个由JK触发器构成的时序电路，若要实现一个模5的计数器，J和K的输入应该如何设置？（）A.特定的逻辑组合B.随机设置C.保持不变D.以上都不对7、在数字电路中，若要将一个频率为100kHz的方波信号分频为10kHz的方波信号，需要几级分频电路？（）A.3B.4C.5D.108、对于一个用VerilogHDL描述的数字逻辑电路，以下哪种语句通常用于描述组合逻辑？（）A.alwaysB.initialC.assignD.module9、对于一个JK触发器，当J=1，K=0，在时钟脉冲上升沿作用下，其输出状态将：（）A.置0B.置1C.翻转D.保持10、在数字逻辑的发展历程中，以下关于集成电路技术的描述，不正确的是（）A.集成电路的规模不断增大，性能不断提高B.摩尔定律预测了集成电路上晶体管数量的增长趋势C.随着工艺的进步，集成电路的成本不断降低D.集成电路技术的发展已经达到了物理极限，无法继续提高11、假设要设计一个数字电路来实现一个加法/减法器，能够根据控制信号选择进行加法或减法操作。以下哪种设计思路可能是最合理的？（）A.使用一个加法器和一个减法器，通过控制信号选择输出B.在加法器的基础上，通过改变输入的符号实现减法操作C.重新设计一个能够同时实现加法和减法的专用电路D.以上思路都不合理12、在数字逻辑中，若要将一个格雷码转换为二进制码，以下哪种方法是正确的？（）A.直接转换B.通过中间编码转换C.无法直接转换D.以上都不对13、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14、对于一个同步时序逻辑电路，若状态方程和驱动方程已知，能否确定其输出方程？（）A.能B.不能C.不确定D.以上都有可能15、在数字系统中，需要将十进制数转换为二进制数进行处理。如果要将十进制数25转换为二进制，以下哪种方法是正确的？（）A.11001B.10100C.11010D.1001116、数字逻辑中的ROM（只读存储器）可以存储固定的数据。假设一个8×4的ROM，其地址线有3条，数据线有4条。当输入地址为010时，输出的数据可能是什么？（）A.0000B.0101C.1111D.以上都有可能17、在数字电路中，若要实现一个能将输入的10位二进制数的高5位和低5位交换位置的电路，以下哪种方法较为简单？（）A.使用多个数据选择器B.通过逻辑运算C.利用移位寄存器D.以上都不是18、假设正在设计一个数字电路，用于实现两个4位二进制数的乘法运算。如果要采用硬件实现，并且要求速度较快，以下哪种方法是最优的？（）A.使用移位相加的方法，逐步计算乘积B.构建一个乘法器的真值表，通过组合逻辑实现C.利用现有的乘法器集成电路芯片D.以上方法的效果相同，没有优劣之分19、译码器是数字电路中的另一种重要组合逻辑器件。以下关于译码器工作原理的描述中，不正确的是（）A.将输入的二进制代码转换为对应的输出信号B.输入的代码位数决定了输出信号的数量C.译码器的输出通常是高电平有效D.译码器可以实现逻辑函数的化简20、假设正在设计一个数字系统的接口电路，需要实现不同电平标准之间的转换。例如，将TTL电平转换为CMOS电平。以下哪种芯片或电路可以用于实现这个功能？（）A.专用的电平转换芯片B.逻辑门电路组合C.三极管电路D.以上方法都不可行二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）说明在数字逻辑中如何进行逻辑函数的逻辑化简中的吸收律和消去律的应用。2、（本题5分）在数字系统中，解释如何利用数字逻辑实现数字信号的加密和解密的硬件优化，分析优化方法和性能提升。3、（本题5分）详细阐述在加法器的面积效率提升中，如何通过逻辑优化减少芯片面积。4、（本题5分）详细阐述在移位寄存器的存储应用中，如何利用移位寄存器实现数据的存储和读取。5、（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。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）利用逻辑门设计一个复杂的逻辑电路，实现特定的逻辑功能。2、（本题5分）设计一个数据选择器，根据19个控制信号从524288个输入数据中选择一个输出。3、（本题5分）使用移位寄存器和计数器设计一个能产生特定序列（如101010...）的电路，画出逻辑图和说明工作过程。4、（本题5分）设计一个译码器，将14位二进制输入信号译码为16384个输出信号。5、（本题5分）设计一个能对输入的6位二进制数进行排序（从小到大）的逻辑电路，给出设计思路和逻辑表达式。四、分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）给定一个数字通信系统中的同步模块，用于实现发送端和接收端的时钟同步和数据同步。分析同步的方法和原理，如位同步、帧同步等。设计相应的数字电路实现同步功能，探讨如何在复杂的通信环境中保证同步的准确性和稳定性。2、（本题1