上海电影艺术职业学院《逻辑学》2023-2024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页上海电影艺术职业学院《逻辑学》

2023-2024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、已知一个数字系统的工作频率为200MHz，其时钟周期是多少纳秒？（）A.5B.2C.0.5D.0.22、考虑数字逻辑中的数据选择器，假设一个系统需要从8个输入数据中根据3位选择信号选择一个输出。以下哪种数据选择器能够满足这个需求？（）A.4选1数据选择器B.8选1数据选择器C.16选1数据选择器D.32选1数据选择器3、在数字图像处理中，数字逻辑可以用于图像的增强、压缩等操作。以下关于数字图像处理中数字逻辑的描述，错误的是（）A.可以使用数字逻辑电路对图像的像素值进行运算，实现图像增强B.图像压缩算法可以通过数字逻辑电路来实现，提高压缩效率C.数字逻辑在数字图像处理中的应用效果不如传统的图像处理方法D.数字逻辑的高速处理能力有助于实时处理图像数据4、已知一个逻辑函数的卡诺图，其中有四个相邻的1格，可进行合并简化，则合并后得到的乘积项包含几个变量？（）A.2B.3C.4D.不确定5、对于一个同步置数的计数器，在置数信号有效时，计数器的状态会立即变为预置的数值吗？（）A.会B.不会C.取决于时钟信号D.以上都不对6、在数字逻辑的计数器应用中，假设一个计数器被用于产生定时信号。以下哪种计数器的工作方式最适合实现精确的定时功能？（）A.自由运行计数器B.可预置计数器C.可逆计数器D.环形计数器7、数字逻辑中的数据选择器可以根据控制信号从多个输入数据中选择一个输出。假设一个4选1数据选择器，控制信号为S1S0，输入为D0、D1、D2、D3。当S1S0=10时，输出应该是哪个输入数据？（）A.D0B.D1C.D2D.D38、在数字逻辑中，编码器用于将输入的信号转换为特定的编码输出。以下关于编码器的描述，错误的是（）A.普通编码器在多个输入同时有效时，可能会产生错误的输出B.优先编码器会对输入的优先级进行判断，优先处理优先级高的输入C.二进制编码器可以将多个输入信号编码为二进制代码输出D.编码器的输入数量和输出代码的位数是固定不变的，不能根据需要进行调整9、在数字系统中，存储器是用于存储数据和程序的重要部件。以下关于只读存储器（ROM）特点的描述中，错误的是（）A.存储的内容在断电后不会丢失B.只能读取数据，不能写入数据C.可以通过编程改变存储的内容D.常用于存储固定不变的程序和数据10、在数字电路中，信号的传输可能会受到延迟的影响。假设一个逻辑电路中，信号经过多个逻辑门的传输延迟不同，这可能会导致以下哪种问题？（）A.竞争冒险B.时序错误C.功耗增加D.输出信号失真11、若一个数字电路的电源电压发生波动，可能会对电路的什么产生影响？（）A.输出逻辑电平B.工作速度C.功耗D.以上都是12、在数字电路中，能够将输入的特定代码转换为高、低电平输出的电路是？（）A.编码器B.译码器C.数据分配器D.数据选择器13、假设正在分析一个组合逻辑电路的功能，已知其输入为A、B、C，输出为Y。通过真值表得到了输入和输出的对应关系。以下哪种方法可以最直观地描述该电路的逻辑功能？（）A.逻辑表达式，用与、或、非等运算表示B.逻辑电路图，展示门电路的连接C.波形图，显示输入输出随时间的变化D.文字描述，详细说明输入输出的关系14、加法器是数字逻辑中进行加法运算的重要部件。半加器只能处理两个一位二进制数的加法，不考虑低位的进位。全加器则能够处理包括低位进位的加法。在构建一个4位加法器时，如果使用全加器，至少需要：（）A.4个B.8个C.16个D.32个15、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.无法确定二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）详细阐述如何用逻辑门实现一个除法器，包括商和余数的计算。2、（本题5分）详细阐述在数字逻辑运算中，与、或、非、异或等基本逻辑运算的真值表和逻辑表达式。3、（本题5分）阐述如何用逻辑门实现一个简单的算术运算，比如减法运算。4、（本题5分）解释在数字系统中什么是时序约束，为什么需要时序约束，以及如何设置时序约束。三、分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个数字电路，能够实现一个8位的数字比较器，能够比较两个有符号数的大小，并输出相应的比较结果。深入分析有符号数比较的逻辑和处理方法，说明电路中如何考虑符号位和数值位进行比较。2、（本题5分）使用乘法器和移位寄存器构建一个数字电路，能够实现对二进制数的快速幂运算。分析幂运算的算法和电路实现，考虑指数的表示和移位操作的控制逻辑，以及如何优化运算速度和资源消耗。3、（本题5分）设计一个数字电路，能够对输入的两个4位二进制数进行比较，并输出比较结果（大于、小于、等于）。详细分析比较的逻辑过程，包括逐位比较和最终结果的确定。考虑如何在电路中实现快速比较和减少延迟。4、（本题5分）有一个使用D触发器和逻辑门构建的串行数据接收电路，分析数据接收的同步机制和错误检测方法，给出触发器和逻辑门的配置和逻辑连接，画出时序图进行解释。讨论该电路在串行通信中的应用和可靠性保障。5、（本题5分）设计一个数字逻辑电路，实现一个3位的循环移位寄存器，具有左移、右移和并行加载功能。详细描述各功能的实现方式，通过逻辑表达式和时序图进行分析，并画出逻辑电路图。思考该移位寄存器在数据处理和通信中的应用场景。四、设计题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）设计一个组合逻辑电路，判断一个18位二进制数是否满足特定的数列条件。2、（本题10分）设计一个4位数值比较器，能够比较两个4位二进制数的大小，给