邯郸应用技术职业学院《数字逻辑与设计》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批阅人一、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、在组合逻辑电路中，若输入信号A从0变为1，同时输入信号B从1变为0，而输出信号在这个过程中没有发生变化，可能的原因是？（）A.存在竞争冒险B.电路设计错误C.输出与输入无关D.以上都有可能2、在数字系统中，总线是用于传输数据和控制信号的公共通道。关于总线的特点和类型，以下说法不正确的是（）A.总线可以分为数据总线、地址总线和控制总线B.总线的带宽决定了数据传输的速度C.并行总线比串行总线的数据传输速度快D.总线上的设备可以同时发送和接收数据3、考虑数字逻辑中的状态化简，假设一个状态机有多个冗余状态。以下哪种方法最常用于消除这些冗余状态？（）A.状态分配B.等价类划分C.最小化算法D.以上方法均可4、在数字逻辑设计中，需要考虑电路的功耗。假设一个逻辑电路，通过优化逻辑表达式可以降低功耗，以下哪种优化方法可能最有效？（）A.减少逻辑门的数量B.降低工作电压C.减少信号的翻转次数D.以上方法效果相同5、在一个同步时序逻辑电路中，若时钟脉冲的频率为50MHz，一个状态持续的时间为20ns，那么该电路的状态数为：（）A.5B.10C.20D.506、已知一个数字系统采用同步置数的计数器，在置数信号有效的下一个时钟脉冲，计数器将置入什么数值？（）A.0B.设定的数值C.随机数值D.不确定7、在数字逻辑的发展中，新技术和新方法不断涌现。以下关于数字逻辑发展趋势的描述，不正确的是（）A.集成度越来越高，芯片功能越来越强大B.功耗越来越低，性能越来越高C.设计方法越来越复杂，对设计者的要求越来越低D.应用领域不断扩展，与其他学科的交叉融合越来越紧密8、在数字逻辑中，对于一个复杂的时序逻辑电路，需要判断其是否能够正常工作并且满足设计要求。以下哪种方法是最有效的验证手段？（）A.功能仿真，通过软件模拟电路行为B.硬件测试，实际搭建电路进行测试C.理论分析，根据逻辑关系推断D.依靠经验判断，不进行具体测试9、在数字电路中，能够将输入的高、低电平编码为二进制代码的电路是？（）A.优先编码器B.普通编码器C.七段显示译码器D.以上都不是10、若一个ROM存储的信息为“1010011111000011”，其地址为4位，数据线为8位，则其存储容量为：（）A.16×8位B.8×16位C.4×8位D.8×4位11、在数字逻辑的编码器和译码器综合应用中，假设一个系统需要将输入的4位二进制编码转换为7段数码管的显示信号。以下哪种方案能够实现这个功能，并且具有较好的可扩展性？（）A.使用专用的编码译码芯片B.用逻辑门搭建电路C.基于可编程逻辑器件实现D.以上方案均可12、考虑一个数字电路中的加法器，已知其输入为两个8位的二进制数A和B，以及一个进位输入C_in。如果要计算A+B+C_in的和，并输出结果S和进位输出C_out，以下哪种方法可以最有效地实现？（）A.使用多个全加器级联B.构建一个大型的加法运算电路C.利用软件算法进行计算，不使用硬件电路D.以上方法的效果相同，可以随意选择13、当研究数字逻辑中的计数器时，假设需要设计一个能够从0计数到9然后再回到0循环的十进制计数器。以下哪种计数器类型和编码方式可能是最合适的选择（）A.异步计数器，8421BCD码B.同步计数器，余3码C.异步计数器，格雷码D.同步计数器，5421BCD码14、在数字电路中，需要对多个逻辑信号进行编码以减少信号线的数量。假设要对8个不同的逻辑信号进行编码，至少需要多少位二进制编码？（）A.2位B.3位C.4位D.8位15、在数字逻辑电路中，信号的传输会存在延迟，这会对电路的性能产生影响。以下关于信号传输延迟的描述，不正确的是（）A.信号传输延迟包括门延迟和布线延迟B.门延迟是由于逻辑门的内部结构导致的，通常是固定的C.布线延迟与电路的布局和连线长度有关，可以通过优化布线来减小D.信号传输延迟对数字电路的影响可以忽略不计，不需要在设计中考虑16、在数字逻辑的发展过程中，集成电路技术的进步起到了重要的推动作用。以下关于集成电路技术对数字逻辑的影响，错误的是（）A.集成电路技术使得数字逻辑电路的集成度不断提高，体积越来越小B.随着集成电路工艺的发展，数字电路的性能不断提升，功耗不断降低C.集成电路技术的进步使得数字逻辑的设计和制造变得更加复杂和昂贵D.先进的集成电路技术为数字逻辑的创新应用提供了更多的可能性17、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18、数字逻辑中的加法器可以进行多位二进制数的相加。一个16位二进制加法器，当两个输入都为最大的16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19、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20、当研究数字电路中的触发器同步问题时，假设一个系统中有多个触发器需要同时更新状态。以下哪种时钟信号分配方式能够确保同步性并且减少时钟偏差？（）A.单点时钟驱动B.树形时钟分布C.网状时钟网络D.以上方式均可二、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。2、（本题5分）阐述数字逻辑中数据选择器和数据分配器的故障检测和自诊断方法，分析其在提高系统可靠性中的作用。3、（本题5分）解释在数字电路中如何处理多个时钟域之间的同步问题，确保数据的正确传输。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个能对输入的6位二进制数进行排序（从小到大）的逻辑电路，给出设计思路和逻辑表达式。2、（本题5分）设计一个数据选择器，根据10个控制信号从1024个输入数据中选择一个输出。3、（本题5分）利用译码器和比较器设计一个能根据输入数字控制多个设备不同状态的电路，画出逻辑图和控制策略。4、（本题5分）设计一个能检测输入的八位二进制数中是否存在连续的01序列的电路，用逻辑门实现，画出逻辑图。5、（本题5分）设计一个能检测输入的6位二进制数中是否存在连续的3个1的逻辑电路，给出逻辑表达式和电路实现。四、分析题（本大题共2个小题，共2