山西应用科技学院《数字化版面设计ndesgn》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页山西应用科技学院《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批阅人一、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、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2、对于一个由多个与非门组成的组合逻辑电路，若其中一个输入信号发生变化，输出信号的变化时间取决于什么？（）A.门的延迟B.信号的传播路径C.输入信号的变化幅度D.以上都是3、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4、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.55、若一个ROM有10根地址线，8根数据线，则其存储容量为：（）A.10×8位B.2^10×8位C.10×2^8位D.2^10×2^8位6、时序逻辑电路与组合逻辑电路不同，其输出不仅取决于当前输入，还与之前的状态有关。以下关于时序逻辑电路的描述，不正确的是（）A.触发器是时序逻辑电路的基本存储单元B.计数器和寄存器都是常见的时序逻辑电路C.时序逻辑电路在时钟信号的控制下进行状态转换D.时序逻辑电路的输出变化与输入的变化是完全同步的7、数字逻辑中的编码方式有多种，如8421码、格雷码等。以下关于这些编码方式的特点描述，正确的是（）A.8421码是一种有权码，每一位的权值固定B.格雷码相邻两个编码之间只有一位发生变化C.8421码和格雷码都可以直接进行算术运算D.不同的编码方式适用于不同的应用场景，没有优劣之分8、在数字逻辑中，数制转换是基本的操作。将二进制数转换为十进制数时，以下方法错误的是（）A.按位权展开相加B.先转换为十六进制，再转换为十进制C.直接将每一位乘以2的相应幂次然后相加D.利用特定的转换公式进行计算9、考虑数字电路中的乘法运算，假设要实现两个4位二进制数的乘法。以下哪种方法在硬件实现上可能较为复杂但速度较快？（）A.移位相加法B.阵列乘法器C.基于加法器的迭代乘法D.以上方法复杂度相近10、当研究数字逻辑中的时序逻辑电路时，假设一个电路需要根据输入信号的历史状态和当前输入来确定输出。以下哪种电路类型最适合实现这种功能？（）A.计数器B.寄存器C.移位寄存器D.状态机11、在数字逻辑电路中，逻辑门是基本的组成单元。与门、或门和非门是三种常见的基本逻辑门。以下关于这三种逻辑门的功能描述，不正确的是（）A.与门的输出只有在所有输入都为1时才为1B.或门的输出只要有一个输入为1就为1C.非门的输出总是与输入相反D.这三种逻辑门不能组合成其他更复杂的逻辑门12、在数字逻辑电路的功耗优化中，假设一个移动设备中的数字电路需要降低功耗以延长电池寿命。可以从电路结构、工作电压和时钟管理等多个方面进行优化。以下哪种功耗优化策略在移动设备中通常能够带来最显著的效果？（）A.电源门控B.多阈值电压技术C.动态时钟门控D.以上都是13、假设在一个自动化控制系统中，需要根据多个传感器的输入实时计算控制量并输出。由于系统对响应时间要求极高，需要采用并行处理和流水线技术来提高计算速度。以下哪种数字逻辑实现方式能够满足这种高速实时计算的需求？（）A.专用集成电路（ASIC）B.复杂可编程逻辑器件（CPLD）C.现场可编程门阵列（FPGA）D.微控制器（MCU）14、考虑到一个数字图像处理系统，需要对图像进行边缘检测、特征提取等操作。这些操作通常基于特定的逻辑运算和算法实现。为了提高图像处理的速度和精度，以下哪种数字逻辑架构最适合用于图像的并行处理？（）A.多核处理器架构B.图形处理单元（GPU）架构C.专用数字信号处理器（DSP）架构D.以上都是15、编码器能够将输入的信号转换为特定的编码输出。对于编码器的工作原理和特点，以下叙述不正确的是（）A.普通编码器在多个输入同时有效时，可能会产生错误输出B.优先编码器会对输入信号的优先级进行判断C.编码器可以将模拟信号转换为数字信号D.编码器的输出编码位数取决于输入信号的数量16、在数字电路中，使用译码器和与门实现逻辑函数，若译码器的输出有高电平也有低电平，那么最终的输出由什么决定？（）A.与门的输入B.译码器的输入C.与门的输出D.以上都不对17、在数字电路中，若要实现一个能将输入的8位二进制数除以4的电路，以下哪种方法可行？（）A.右移两位B.使用除法器芯片C.通过逻辑运算D.以上都不是18、在数字逻辑的教学中，实验环节对于学生理解和掌握知识非常重要。以下关于数字逻辑实验的描述，错误的是（）A.实验可以帮助学生验证理论知识，提高动手能力B.数字逻辑实验通常包括硬件实验和软件仿真实验C.在实验中，学生可以自由修改实验设备和参数，无需遵循任何规则D.实验报告的撰写有助于学生总结实验结果，发现问题并提出改进方案19、假设在一个数字音频处理系统中，需要对音频信号进行采样、量化和编码。为了保证音频质量和减少量化误差，需要选择合适的数字逻辑电路和算法。以下哪种量化方法在数字音频处理中通常能够提供较好的音质？（）A.均匀量化B.非均匀量化C.直接量化D.间接量化20、数字逻辑中的加法器可以进行多位二进制数的相加。一个8位二进制加法器，当两个输入都为最大的8位二进制数时，输出结果会产生几个进位？（）A.一个进位B.两个进位C.不确定D.根据加法器的类型判断21、在数字逻辑中，若要实现一个能产生周期为1ms脉冲信号的电路，时钟频率至少需要多少？（）A.1kHzB.1MHzC.1000HzD.1000MHz22、数据选择器和数据分配器是常用的组合逻辑电路。以下关于它们的描述，错误的是（）A.数据选择器根据选择控制信号从多个输入数据中选择一个输出B.数据分配器将输入数据按照指定的方式分配到多个输出端C.数据选择器和数据分配器的功能可以相互转换，通过改变输入和输出的连接方式D.数据选择器和数据分配器在实际应用中很少使用，对数字电路的设计影响不大23、若要实现一个将8421BCD码转换为余3码的电路，应采用？（）A.编码器B.译码器C.加法器D.数值比较器24、二进制编码是数字系统中表示信息的重要方式。关于二进制编码，以下说法不正确的是（）A.8421码是一种常见的有权码B.格雷码相邻两个编码之间只有一位不同C.余3码是一种无权码D.无论采用哪种编码方式，都能唯一表示所有的十进制数25、当研究数字逻辑中的锁存器时，假设一个锁存器在输入信号消失后仍然保持其输出状态。以下关于锁存器的特点和应用场景，哪个说法是正确的（）A.常用于临时存储数据B.不能用于数据的同步C.输出状态只能由时钟信号改变D.以上说法都不正确二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）详细阐述在数字电路的可靠性强化试验中，试验的方法和目的以及效果评估。2、（本题5分）详细阐述如何用Verilog或VHDL语言描述一个计数器的状态转换过程。3、（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。4、（本题5分）详细阐述如何用硬件描述语言实现一个状态机的状态跳转的条件判断优化。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）用中规模集成电路设计一个能实现模36异步计数器（具有置数功能）的电路，画出逻辑图和状态转换图。2、（本题5分）设计一个组合逻辑电路，对输入的9位二进制数进行奇偶分组，即奇数位为一组，偶数位为一组，分别进行加法运算，输出结果为5位二进制数，画出逻辑图。3、（本题5分）设计一个能对输入的两个四位格雷码进行加法运算的电路，使用逻辑门，画出逻辑图和运算方法。4、（本题5分）设计一个数字电路，能够判断输入的8位二进制数是否为对称数（如10101010），输出结果为1表示是，0表示否，画出逻辑电路图。5、（本题5分）设计一个能检测输入的10位二进制数中是否存在连续的7个1的逻辑电路，写出详细的逻辑表达式和设计方法。四、分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）给定一个复杂的数字系统，包含多个组合逻辑电路和时序逻辑电路。分析系统的整体功能，确定关键的信号路径和时序关系，评估系统的性能和可靠性。讨论