新疆科信职业技术学院《数字逻辑》2023-2024学年第一学期期末试卷

装订线装订线PAGE2第1页，共3页新疆科信职业技术学院

《数字逻辑》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2分，共30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、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2、逻辑门是数字电路的基本单元，常见的逻辑门有与门、或门、非门等。对于与非门和或非门，以下说法错误的是（）A.与非门是先进行与运算，然后对结果取非B.或非门是先进行或运算，然后对结果取非C.与非门和或非门都可以由与门、或门和非门组合而成D.与非门和或非门在逻辑功能上是完全相同的3、在数字逻辑电路中，使用集成电路芯片构建电路时，需要考虑芯片的引脚功能和连接方式。假设使用一个特定的译码器芯片，以下关于芯片引脚的理解和使用，哪个是正确的（）A.所有引脚的功能都是固定的，不能改变B.可以根据需要灵活配置某些引脚的功能C.引脚的连接顺序不影响电路功能D.以上说法都不正确4、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5、在数字逻辑中，移位寄存器可以实现数据的移位操作。以下关于移位寄存器工作方式的描述中，不正确的是（）A.可以实现左移和右移B.移位操作通常在时钟脉冲的控制下进行C.移位寄存器可以存储多位数据D.移位寄存器的移位方向是固定不变的6、用卡诺图化简逻辑函数F(A,B,C,D)=∑m(0,2,4,6,8,10,12,14)，最简与或表达式为？（）A.B+DB.A+CC.A'+C'D.B'+D'7、若一个数字系统的输入信号频率为100kHz，经过一个二分频电路后，输出信号的频率是多少？（）A.50kHzB.200kHzC.100kHzD.不确定8、对于一个JK触发器，若J=1，K=0，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9、在数字电路的竞争冒险现象中，假设一个组合逻辑电路的输入发生变化时，输出出现了短暂的不正确脉冲。以下哪种方法最常用于消除这种竞争冒险？（）A.接入滤波电容B.修改逻辑设计C.增加冗余项D.降低电源电压10、在数字逻辑中，若要将一个4位的二进制数扩展为8位，应该在高位补多少？（）A.0B.1C.原数的最高位D.随机值11、在数字逻辑中，移位寄存器除了用于数据的移位操作，还可以用于实现其他功能。假如要利用移位寄存器实现一个串行-并行转换器，以下哪种方式是可行的？（）A.将输入的串行数据依次存入移位寄存器，然后同时输出B.对移位寄存器中的数据进行特定的逻辑运算后输出C.按照一定的时钟节拍，逐步从移位寄存器中输出数据D.移位寄存器无法实现串行-并行转换功能12、在数字通信系统中，数字逻辑也发挥着重要的作用。以下关于数字通信中数字逻辑的描述，错误的是（）A.数字调制和解调可以通过数字逻辑电路来实现B.纠错编码和解码需要用到数字逻辑的运算C.数字通信中的信号处理和传输都离不开数字逻辑D.数字逻辑在数字通信中的应用非常简单，不需要深入研究13、在数字电路中，异步时序电路与同步时序电路相比，具有一些不同的特点。假设一个异步计数器，其计数速度可能会受到以下哪个因素的影响？（）A.时钟信号的频率B.触发器的类型C.各触发器之间的延迟差异D.计数器的初始值14、若要将一个8位的二进制数扩展为16位，同时保持数值不变，应该进行什么操作？（）A.在高位补0B.在高位补1C.在低位补0D.在低位补115、假设要设计一个数字电路，用于实现一个高速的加法器，并且对面积和功耗有一定的限制。在这种情况下，以下哪种加法器结构是最合适的选择？（）A.ripplecarryadder（行波进位加法器）B.carrylookaheadadder（超前进位加法器）C.carryselectadder（进位选择加法器）D.以上加法器结构都不满足要求，需要新的设计方法二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）深入分析在数字逻辑电路的时钟树综合中，如何优化时钟信号的分布以减少时钟偏差。2、（本题5分）在数字电路中，解释如何分析数字逻辑电路的定时特性，包括传播延迟、时钟偏移和时钟抖动等对电路性能的影响。3、（本题5分）阐述数字逻辑中计数器的计数范围扩展和多位计数的实现方式，举例说明在大规模计数应用中的方法。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，能够将输入的8位格雷码转换为二进制码。详细分析格雷码和二进制码之间的转换规则，以及在电路中实现这种转换所需要的逻辑运算和门电路的连接方式。2、（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。3、（本题5分）设计一个组合逻辑电路，用于判断一个5位二进制数是否为奇数。分析电路中所使用的逻辑表达式的推导过程，以及如何通过逻辑化简来减少门的数量，从而降低电路的复杂度和成本。4、（本题5分）给定一个数字逻辑电路的信号完整性分析报告，分析电路中信号的反射、串扰和衰减等问题。提出改善信号完整性的措施，如终端匹配、布线规则和屏蔽技术，以确保信号的质量和可靠性。5、（本题5分）给定一个数字系统的可靠性指标，如平均故障间隔时间（MTBF）和故障概率。分析影响系统可靠性的因素，如器件老化、环境干扰等，提出提高系统可靠性的措施，如冗余设计和错误检测与纠正技术。四、设计题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）设计一