上海交通大学《数值计算与语言实训》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页上海交通大学《数值计算与语言实训》

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25个小题，每小题1分，共25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、计数器是一种常见的时序逻辑电路，用于对脉冲进行计数。以下关于计数器的描述，错误的是（）A.计数器可以按照计数方式分为加法计数器、减法计数器和可逆计数器B.同步计数器的计数速度比异步计数器快，因为所有触发器同时翻转C.计数器的计数容量取决于触发器的个数和计数方式D.计数器在工作过程中不会出现误计数的情况2、在数字逻辑设计中，如何判断一个数字逻辑电路是否存在动态冒险？如果存在动态冒险，如何消除？（）A.通过分析逻辑表达式或卡诺图判断是否存在动态冒险，可以通过增加冗余项消除动态冒险B.通过观察电路的输入输出波形判断是否存在动态冒险，可以通过改变电路的结构消除动态冒险C.不确定D.动态冒险很难判断和消除3、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4、在数字电路的分析和设计中，建立真值表是重要的步骤之一。以下关于真值表作用的描述中，错误的是（）A.可以直观地反映输入和输出之间的逻辑关系B.有助于化简逻辑函数C.是设计数字电路的唯一依据D.可以验证逻辑电路的功能是否正确5、考虑到一个基于现场可编程门阵列（FPGA）的数字系统设计，需要将高级语言描述的算法转换为硬件实现。在这个过程中，需要综合考虑资源利用、性能和实现难度等因素。以下哪种硬件描述语言在FPGA设计中应用最为广泛？（）A.VHDLB.VerilogC.SystemVerilogD.C++6、在数字系统中，常常需要将数字信号进行编码以提高传输效率和可靠性。格雷码是一种常见的编码方式，其特点是相邻的两个编码之间只有一位发生变化。从二进制编码000转换为格雷码，结果为：（）A.000B.001C.010D.0117、在数字系统中，若要将一个频率为200kHz的方波信号进行三分频，以下哪种电路可以实现？（）A.计数器B.分频器C.加法器D.乘法器8、当研究数字逻辑中的竞争与冒险时，假设一个电路在特定输入条件下出现了尖峰脉冲。以下哪种情况可能会加剧这种竞争与冒险现象？（）A.输入信号变化速度快B.逻辑门的传输延迟小C.电路中的逻辑门数量少D.电源电压波动大9、译码器是编码器的逆过程，它将编码输入转换为特定的输出信号。对于译码器，以下叙述错误的是（）A.译码器可以将二进制编码转换为对应的十进制数B.译码器的输出通常是低电平有效，即输出为低电平时表示有效C.译码器可以用于驱动数码管显示数字D.译码器的输入位数决定了其输出信号的数量10、考虑一个数字电路中的移位寄存器，它可以实现数据的左移、右移和并行输入输出。如果需要在每个时钟脉冲将数据左移一位，并在最右边补0，以下哪种移位寄存器能够满足这个要求？（）A.单向移位寄存器，只能左移B.双向移位寄存器，可选择左移或右移C.环形移位寄存器，数据循环移动D.以上移位寄存器都可以实现11、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12、若一个T触发器的输入为高电平，在时钟脉冲的作用下，其输出状态会怎样变化？（）A.保持不变B.翻转C.置1D.置013、对于一个8选1数据选择器，若输入数据为D0-D7，地址选择线为A2A1A0，当A2A1A0=101时，输出的数据将是：（）A.D1B.D3C.D5D.D714、对于数字电路中的编码器，假设一个系统需要将8个不同的输入信号编码为3位二进制代码。在这种情况下，以下哪种编码器能够满足要求并且具有较好的性能？（）A.普通编码器B.优先编码器C.二进制编码器D.十进制编码器15、对于一个T触发器，若T输入端一直为0，则触发器的功能相当于？（）A.D触发器B.JK触发器C.RS触发器D.以上都不对16、假设要设计一个数字电路，用于判断一个8位二进制数是奇数还是偶数。以下哪种逻辑表达式可以准确地实现这个功能？（）A.检查最低位是否为1，若是则为奇数，否则为偶数B.计算所有位的和，若为奇数则输入为奇数，否则为偶数C.对高4位和低4位分别进行判断，综合得出结果D.以上方法都不正确，无法通过简单逻辑判断奇偶性17、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18、已知一个逻辑函数F=A+B·C，其反函数F'为：（）A.F'=A·(B+C)B.F'=A·(B·C)C.F'=(A+B)·CD.F'=A·(B'+C')19、逻辑函数的化简是数字逻辑设计中的重要环节。在化简逻辑函数时，以下方法不常用的是（）A.公式法，运用逻辑代数的基本公式和定律进行化简B.卡诺图法，通过图形的方式直观地化简逻辑函数C.真值表法，根据输入输出的真值表来化简D.试探法，随机尝试不同的组合来找到最简形式20、若要对一个8位的二进制数进行奇偶校验，当其中1的个数为奇数时输出1，则校验位的逻辑表达式应为：（）A.校验位=异或（所有位）B.校验位=与（所有位）C.校验位=或（所有位）D.校验位=非（所有位）21、在数字逻辑中，硬件描述语言（HDL）用于描述数字电路的行为和结构。以下关于硬件描述语言的描述中，错误的是（）A.VHDL和Verilog是两种常见的硬件描述语言B.硬件描述语言可以进行逻辑仿真和综合C.硬件描述语言的描述与具体的硬件实现无关D.硬件描述语言只能用于设计简单的数字电路22、假设要设计一个数字电路来实现一个有限状态机，描述一个按特定顺序执行的操作流程。在设计过程中，需要确定状态的数量和转换条件。以下哪种方法可能有助于清晰地设计状态机？（）A.画出状态转换图，直观表示状态之间的转换关系和条件B.直接编写逻辑表达式，通过计算确定状态转换C.先构建硬件电路，然后根据实际运行情况调整状态D.随机设定状态和转换条件，通过试验找到合适的设计23、考虑一个数字电路，其输入和输出之间存在一定的延迟。如果要减小这种延迟，提高电路的响应速度，以下哪种方法是可行的？（）A.优化电路的布线，减少信号传输路径B.选用速度更快的逻辑门器件C.减少电路中的级数和中间环节D.以上方法都可以有效地减小延迟24、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25、在数字电路中，需要对数字信号进行编码以提高传输效率和抗干扰能力。假设采用曼彻斯特编码方式传输一个二进制数据序列，以下关于曼彻斯特编码的特点，哪个描述是正确的？（）A.每个时钟周期都有跳变B.编码效率高C.容易实现同步D.抗干扰能力差二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）说明在数字系统中如何进行数据的并串转换和串并转换，以及其应用场景。2、（本题5分）说明在数字逻辑中竞争和冒险现象产生的原因，以及如何避免或消除这种现象。3、（本题5分）详细说明在译码器的显示驱动应用中，如何连接译码器和数码管以实现数字显示。4、（本题5分）说明卡诺图在逻辑函数化简中的作用和使用方法，并举例说明如何通过卡诺图化简一个复杂的逻辑函数。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个译码器，将11位二进制输入信号译码为2048个输出信号。2、（本题5分）设计一个全加器，能够进行三个128位二进制数的加法运算，并输出结果和进位的复杂表示。3、（本题5分）设计一个能将8位二进制数拆分为两个4位二进制数的逻辑电路，给出逻辑表达式和电路连接。4、（本题5分）利用逻辑门设计一个与非门。5、（本题5分）设计一个数字电路，能够将输入的20位二进制数拆分为4个5位二进制数，并分别计算它们的和，输出结果为5位二进制数，画出逻辑电路图。四、分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）设计一个数字逻辑电路，用于实现对汽车电子系统中的故障诊断和报警。仔细分析汽车电子系统的故障模式和诊断算法，解释电路中各个模块的