辽宁体育运动职业技术学院《数字逻辑基础》2023-2024学年第二学期期末试卷

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2023-2024学年第二学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______题号一二三四总分得分一、单选题（本大题共20个小题，每小题2分，共40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、加法器是数字电路中进行加法运算的重要部件。在半加器和全加器中，以下说法不正确的是（）A.半加器不考虑低位的进位，而全加器需要考虑B.多个半加器可以组合成一个全加器C.全加器的进位输出只与当前的输入有关，与之前的运算结果无关D.半加器和全加器都可以用逻辑门实现2、在数字逻辑中，数字系统的可靠性和稳定性是非常重要的。以下关于提高数字系统可靠性的方法，错误的是（）A.采用冗余技术，增加备份部件B.优化电路设计，减少竞争冒险C.提高电源稳定性，减少电源噪声D.为了降低成本，可以使用质量较差的元器件3、数字逻辑中的触发器可以存储一位二进制数据。一个T触发器，在时钟上升沿到来时，根据输入T的值确定输出。如果T=1，时钟上升沿到来后，输出会怎样变化？（）A.输出会翻转B.输出会保持不变C.不确定D.根据其他因素判断4、在数字系统中，需要实现一个逻辑函数F=Σm(0,2,4,6)，以下哪种逻辑门的组合可以最简单地实现这个函数？（）A.与门和或门B.与非门和或非门C.异或门和同或门D.以上组合都不能简单实现5、在数字逻辑中，数制转换是基本的操作。假设我们正在进行不同数制之间的转换。以下关于数制转换的描述，哪一项是不准确的？（）A.二进制转换为十进制可以通过位权相加的方法实现B.十进制转换为二进制可以使用除2取余的方法，转换结果是唯一的C.十六进制和二进制之间的转换可以通过分组对应快速完成D.任何数制都可以准确无误地转换为其他数制，并且转换过程中不会丢失信息6、考虑一个数字电路中的乘法器，需要实现两个4位二进制数的乘法运算。以下哪种乘法器的实现方式在速度和面积上可能取得较好的平衡？（）A.基于加法器和移位操作的乘法器B.阵列乘法器，通过硬件阵列实现C.利用软件算法在数字电路中实现乘法D.以上方式在速度和面积上无法平衡7、在数字系统中，能够根据地址选择信号将输入数据分配到不同输出端的电路是？（）A.编码器B.译码器C.数据分配器D.数据选择器8、在数字逻辑中，可编程逻辑器件（PLD）为数字电路的设计提供了很大的灵活性。以下关于PLD的描述中，不正确的是（）A.可以通过编程实现不同的逻辑功能B.包括可编程阵列逻辑（PAL）和通用阵列逻辑（GAL）等C.编程后不能再修改D.适用于小批量、快速开发的数字电路设计9、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10、对于一个用FPGA实现的数字逻辑电路，以下哪种描述方式通常被使用？（）A.原理图B.硬件描述语言C.真值表D.以上都可以11、在数字系统中，数据选择器和数据分配器是常用的逻辑部件。以下关于数据选择器和数据分配器的描述，正确的是（）A.数据选择器根据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分配到多个输出通道上，其控制信号决定分配的方式C.数据选择器和数据分配器的功能是相反的，不能相互转换D.数据选择器和数据分配器的输入和输出数量是固定的，不能改变12、数字逻辑中的全加器可以实现三个一位二进制数的相加。一个全加器的输入为A=0，B=1，进位C_in=1，那么输出的和S和进位C_out分别是多少？（）A.S=0，C_out=1B.S=1，C_out=0C.不确定D.根据其他因素判断13、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14、在数字逻辑中，布尔代数是基础理论之一。假设我们正在研究一个逻辑电路的表达式化简。以下关于布尔代数的描述，哪一项是不准确的？（）A.布尔代数中的基本运算包括与（AND）、或（OR）和非（NOT）B.布尔代数的定律和规则可以用于简化逻辑表达式，减少逻辑门的数量C.布尔代数中的德摩根定律表明，对一个逻辑表达式取反时，与运算和或运算会相互转换D.布尔代数只能用于处理二值逻辑，即0和1，无法处理多值逻辑15、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16、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17、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.101018、在逻辑函数化简中，使用卡诺图化简法时，若相邻的最小项可以合并，那么合并后消去的变量是：（）A.相同的变量B.不同的变量C.任意变量D.取决于具体情况19、对于一个由与非门组成的基本逻辑电路，已知输入信号A=1，B=0，C=1，那么经过逻辑运算后的输出结果是多少？（）A.0B.1C.不确定D.以上都不对20、在数字逻辑电路中，三态门具有特殊的功能。以下关于三态门的描述中，正确的是（）A.输出有高电平、低电平和高阻态三种状态B.三态门常用于实现数据的双向传输C.三态门的控制端控制输出的状态D.以上都是二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）阐述数字逻辑中数据选择器和数据分配器的可靠性设计技术，如冗余设计和错误检测与纠正机制。2、（本题5分）阐述数字逻辑中编码器和译码器的面积和速度的权衡，举例说明在不同应用场景中的优化策略。3、（本题5分）深入分析在数字电路中，竞争冒险现象产生的原因是什么，有哪些方法可以消除或减少竞争冒险。三、设计题（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11位二进制数转换为BCD码的扩展形式，输出为16位二进制数，给出逻辑表达式和电路连接。2、（本题5分）设计一个数字电路，能够判断输入的10位二进制数中1的个数是否为偶数，输出结果为1表示是，0表示否，画出逻辑电路图。3、（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。4、（本题5分）用VerilogHDL描述一个能实现数据比较和排序功能的模块，输入为多个数据，输出为排序结果。5、（本题5分）设计一个组合逻辑电路，判断一个7位二进制数是否为回文数。四、分析题（本大题共2个小题，共20分)1、（本题10分）构建一个数字逻辑电路，用于实现对无线传感器网络节点的数据处理和通