青岛滨海学院《数字化版面设计ndesgn》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《数字化版面设计ndesgn》2023-2024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、在数字电路中，下列哪种逻辑门的输出不仅取决于当前的输入，还取决于之前的输出状态？（）A.与门B.或门C.非门D.触发器2、用卡诺图化简逻辑函数F(A,B,C,D)=∑m(0,2,8,10,12,14)，最简与或表达式为？（）A.B+DB.A+CC.A'+C'D.B'+D'3、在数字逻辑的组合逻辑电路分析中，假设给定一个复杂的组合逻辑电路的真值表。以下哪种方法可以帮助快速确定其逻辑表达式（）A.观察法B.卡诺图法C.试错法D.以上方法都不可靠4、在数字逻辑中，若要实现一个能检测输入的6位二进制数中是否有连续的3个1的电路，最少需要使用几个移位寄存器？（）A.1B.2C.3D.45、在数字系统的测试中，故障诊断是一项重要的任务。以下关于数字系统故障诊断的方法，错误的是（）A.可以采用观察法、测量法和替换法等B.逻辑分析仪是一种常用的故障诊断工具C.只要系统能正常工作，就不存在潜在的故障D.建立完善的测试方案有助于提高故障诊断的效率6、数字逻辑中的触发器可以存储一位二进制数据。一个T触发器，在时钟上升沿到来时，根据输入T的值确定输出。如果T=1，时钟上升沿到来后，输出会怎样变化？（）A.输出会翻转B.输出会保持不变C.不确定D.根据其他因素判断7、在数字逻辑的加法器设计中，超前进位加法器相比串行进位加法器具有更快的速度。假设要对两个8位二进制数进行快速加法运算，以下关于超前进位加法器的优势和工作原理，哪个描述是正确的（）A.减少了进位传播的时间B.增加了电路的复杂度C.不需要考虑进位输入D.以上描述都不准确8、对于一个由多个D触发器组成的移位寄存器，若要实现循环左移功能，需要如何修改电路？（）A.改变时钟信号B.改变输入信号C.增加反馈回路D.以上都不对9、在数字逻辑中，复杂可编程逻辑器件（CPLD）和现场可编程门阵列（FPGA）是两种常见的可编程器件。以下关于CPLD和FPGA区别的描述中，不正确的是（）A.CPLD基于乘积项结构，FPGA基于查找表结构B.FPGA的逻辑资源比CPLD丰富C.CPLD的编程速度比FPGA快D.CPLD适合实现复杂的组合逻辑，FPGA适合实现时序逻辑10、移位寄存器在数字电路中用于数据的存储和移位操作。假设我们正在使用移位寄存器。以下关于移位寄存器的描述，哪一项是不准确的？（）A.移位寄存器可以实现串行输入并行输出、并行输入串行输出等多种工作方式B.环形移位寄存器和扭环形移位寄存器在功能上没有本质区别C.移位寄存器可以用于数据的存储、延迟和串行-并行转换D.移位寄存器中的数据可以在时钟信号的控制下向左或向右移位11、假设在一个智能家电控制系统中，需要根据用户的设定和环境条件来自动控制各种设备的运行状态。例如，根据室内温度自动调节空调的制冷或制热，根据光线强度自动控制灯光的亮度。为了实现这种智能控制逻辑，以下哪种数字逻辑器件能够提供灵活且可靠的解决方案？（）A.可编程逻辑控制器（PLC）B.复杂可编程逻辑器件（CPLD）C.现场可编程门阵列（FPGA）D.专用集成电路（ASIC）12、对于一个JK触发器，当J=0，K=1时，在时钟脉冲作用下，其输出状态为？（）A.置0B.置1C.保持不变D.翻转13、数字逻辑中的计数器可以按照不同的进制和计数方式进行计数。一个模12的可逆计数器，当控制信号为加法计数时，从0开始计数，经过多次时钟脉冲后，计数器的值会变成多少？（）A.11B.12C.不确定D.根据计数器的类型判断14、在数字逻辑设计中，若要实现一个能判断输入的3位二进制数是否大于4的电路，最少需要几个逻辑门？（）A.2B.3C.4D.515、考虑一个数字系统，需要对一个8位二进制数进行加法运算。为了实现这个功能，可以使用多种加法器结构，如半加器、全加器等。如果要设计一个快速的8位并行加法器，以下哪种方法是最有效的？（）A.依次使用8个半加器串联B.依次使用8个全加器串联C.使用多个全加器并行连接，构成超前进位加法器D.先使用半加器，再使用全加器，混合串联16、在数字逻辑电路的故障诊断中，有多种方法可以使用。以下关于故障诊断方法的描述，错误的是（）A.可以通过观察电路的输出信号、测量关键节点的电压等方法进行初步诊断B.逻辑分析仪是一种常用的故障诊断工具，可以捕获和分析数字信号C.故障诊断时，可以采用替换法逐个替换可疑的元器件来确定故障位置D.一旦确定了故障位置，就可以直接修复，不需要对整个电路进行重新测试和验证17、当研究数字逻辑中的奇偶校验码时，假设要对一组8位数据进行奇偶校验。以下关于奇偶校验的作用和特点，哪个描述是准确的（）A.只能检测奇数个错误B.能纠正数据中的错误C.奇偶校验位的位置是固定的D.增加了数据传输的可靠性18、在数字逻辑中，三态门有着特殊的应用。假设我们正在使用三态门构建电路。以下关于三态门的描述，哪一项是不正确的？（）A.三态门有高电平、低电平、高阻态三种输出状态B.三态门常用于实现总线结构，允许多个设备共享数据总线C.当三态门处于高阻态时，相当于与总线断开连接D.三态门的控制信号只有一个，用于控制输出状态的切换19、假设正在设计一个用于图像处理器的数字逻辑电路，需要对像素数据进行快速的处理和转换。图像数据的处理涉及大量的并行运算和逻辑判断。为了提高处理速度和效率，以下哪种数字逻辑架构最适合这种大规模并行处理的需求？（）A.冯·诺依曼架构B.哈佛架构C.流水线架构D.超标量架构20、D触发器是一种常见的触发器类型，具有简单的逻辑功能。关于D触发器的工作原理和特点，以下描述错误的是（）A.D触发器在时钟脉冲的上升沿或下降沿将输入数据存储到输出端B.D触发器的输出只取决于当前的输入数据，与之前的状态无关C.D触发器可以通过组合逻辑电路来实现D.D触发器在数字电路中的应用非常广泛，但性能不如其他类型的触发器二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）说明在数字电路中如何实现乘法运算，例如使用移位相加的方法。2、（本题5分）详细说明在数字逻辑中的比较器的级联应用，如何实现多位数据的比较。3、（本题5分）详细说明数字逻辑中计数器的同步复位和异步复位的区别和应用场景，举例说明其在时序控制中的作用。4、（本题5分）解释什么是数字逻辑中的异步复位同步释放，以及它的实现方式和应用场景。5、（本题5分）深入分析在数字逻辑中的比较器的模拟数字混合设计中的关键问题。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）用D触发器和加法器设计一个能实现数据累减并判断借位的电路，给出逻辑图和功能描述。2、（本题5分）设计一个编码器，将524288个输入信号编码为19位二进制输出信号。3、（本题5分）用逻辑门设计一个能实现两个7位二进制数乘法运算（部分积相加）的电路，画出逻辑图和列出真值表。4、（本题5分）利用D触发器和逻辑门设计一个能实现数据缓冲功能的电路，画出逻辑图和说明其工作原理。5、（本题5分）设计一个数据选择器，根据8个控制信号从256个输入数据中选择一个输出。四、分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）使用加法器和减法器构建一个数字电路，能够实现对有符号十进制数的加减运算。分析有符号数的表示和运算方法，以及在硬件实现中如何处理符号位和进位借位，确保运算