广西工业职业技术学院《数字角色设计实训》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页广西工业职业技术学院《数字角色设计实训》

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、在数字电路的组合逻辑优化中，假设一个电路的逻辑表达式较为复杂。以下哪种工具或方法能够最有效地帮助进行优化？（）A.手工推导B.逻辑综合软件C.硬件描述语言D.以上方法结合使用2、在数字逻辑中，数制的转换是一项基本的操作。将十进制数转换为二进制数时，以下方法错误的是（）A.除2取余法，将每次的余数从右往左排列B.不断将十进制数除以2，直到商为0C.可以先将十进制数转换为八进制，再将八进制转换为二进制D.直接按照二进制的位权展开计算3、在数字逻辑中，代码转换是常见的操作。以下关于二进制编码与格雷码转换的描述中，错误的是（）A.格雷码是一种无权码B.二进制码转换为格雷码时，相邻位的变化只有一位C.格雷码转换为二进制码时，可以通过直接按位转换实现D.格雷码常用于减少数字电路中的错误4、在数字逻辑设计中，若要实现一个能检测输入的4位二进制数中是否有奇数个1的电路，最少需要使用几个异或门？（）A.1B.2C.3D.45、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6、考虑一个数字电路中的锁存器，它能够在特定条件下存储数据。以下哪种情况下锁存器可能会丢失存储的数据？（）A.电源故障B.控制信号异常C.长时间未刷新D.以上情况都可能导致数据丢失7、对于一个由JK触发器构成的计数器，若要实现计数范围为0-7的循环计数，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8、数字逻辑中的触发器是时序逻辑电路的基本组成部分。一个D触发器，在时钟上升沿到来时，将输入数据存储到输出端。如果当前输入为高电平，时钟上升沿到来后，输出是什么电平？（）A.高电平B.低电平C.不确定D.根据其他因素判断9、考虑一个数字系统，需要存储一组8位的数据。如果要实现这个存储功能，并且能够随时读取和写入数据，以下哪种存储器件是最合适的选择？（）A.触发器，能够存储一位数据B.寄存器，由多个触发器组成，可以存储多位数据C.计数器，用于计数操作，也能存储数据D.移位寄存器，主要用于数据的移位操作10、在数字逻辑中，计数器是常见的时序逻辑电路。如果要设计一个模10的计数器，也就是从0计数到9后重新回到0，以下哪种方法是可行的？（）A.使用4个触发器，通过反馈逻辑实现B.使用5个触发器，按照特定顺序连接C.使用10个触发器，每个对应一个计数状态D.无法用常见的数字逻辑器件实现模10计数器11、对于一个采用正逻辑的数字系统，高电平表示逻辑1，低电平表示逻辑0。当输入信号为0110时，经过一个非门后的输出信号是？（）A.1001B.1100C.0011D.101012、想象一个数字系统，需要对两个4位二进制数进行加法运算，并输出结果。在设计这个加法器时，需要考虑速度、成本和复杂性等因素。以下哪种加法器结构可能是最合适的？（）A.半加器级联组成的加法器，结构简单但速度较慢B.全加器级联组成的加法器，速度较快但使用的逻辑门较多C.并行加法器，能够同时处理所有位的相加，速度快但成本高D.利用移位和加法操作实现的加法器，算法复杂但节省硬件资源13、对于一个4位的并行加法器，若两个加数分别为1010和0101，那么相加的结果是多少？（）A.1111B.1001C.0111D.111014、数字系统的设计需要遵循一定的步骤和方法。假设我们正在设计一个简单的数字系统。以下关于数字系统设计的描述，哪一项是不准确的？（）A.首先需要明确系统的功能和性能要求，制定详细的设计方案B.然后进行模块划分和逻辑设计，使用硬件描述语言（HDL）进行描述C.设计完成后需要进行仿真验证，确保系统的功能正确无误D.数字系统的设计不需要考虑成本和可维护性，只要功能实现即可15、或门是另一种常见的逻辑门，其逻辑功能为只要有一个输入为高电平，输出就为高电平。关于或门的特点，以下说法不正确的是（）A.或门的逻辑表达式为Y=A+BB.或门可以用于实现多个条件中只要满足一个就执行的逻辑C.或门的输出电平与输入电平的变化是同步的，没有延迟D.或门在组合逻辑电路中起着重要的作用，常用于数据选择和控制信号生成二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）详细阐述在移位寄存器的应用扩展中，如在数据缓存和流水线中的使用。2、（本题5分）详细说明数字逻辑中移位寄存器的并行加载和串行加载的特点和应用场景，举例说明其数据输入方式的选择。3、（本题5分）阐述数字逻辑中移位寄存器的存储单元结构和数据保持特性，举例说明在数据存储中的应用。4、（本题5分）阐述数字逻辑中只读存储器（ROM）和随机存取存储器（RAM）的刷新机制和存储单元的可靠性，分析其对系统性能的影响。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，能够实现对输入的多位二进制数进行排序，例如冒泡排序或快速排序算法的硬件实现。分析排序算法在数字电路中的实现方式，以及如何优化排序过程的速度和资源利用。2、（本题5分）设计一个数字电路，能够将输入的BCD码转换为二进制码。仔细研究BCD码和二进制码的转换规则，说明电路中如何进行位运算和数值转换。考虑如何处理非法的BCD码输入和提高转换的准确性。3、（本题5分）给定一个数字系统的时序约束文件，分析其中的建立时间、保持时间和时钟周期等约束条件。探讨如何根据时序约束优化电路设计，确保电路在给定的时序要求下正常工作，避免时序违规。4、（本题5分）给定一个数字通信系统中的码型变换模块，如NRZI码到NRZ码的变换。分析码型变换的规则和逻辑，设计相应的数字电路实现变换功能。探讨如何保证码型变换的准确性和实时性。5、（本题5分）设计一个数字逻辑电路，将一个8位的二进制数进行反码转换。详细阐述反码的定义和转换逻辑，通过真值表和逻辑表达式进行分析，并画出逻辑电路图。分析反码在数字运算和纠错编码中的应用。四、设计题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）设计一个能检测输入的二十八位二进制数中是否存在连续十五个1的电路，用逻辑门实现，画出逻辑图。2、（本