上海海洋大学《逻辑与幽默》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《逻辑与幽默》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20个小题，每小题1分，共20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、在数字电路中，若要将一个4位的并行数据转换为串行数据输出，以下哪种方法是可行的？（）A.使用数据选择器B.使用移位寄存器C.使用加法器D.使用计数器2、D触发器是一种常见的触发器，其特点是在时钟脉冲作用下，输出跟随输入变化。对于D触发器，以下描述错误的是（）A.D触发器可以由JK触发器转换而来B.D触发器的逻辑功能比JK触发器简单C.D触发器常用于数据的锁存和同步D.D触发器的输出状态在每个时钟脉冲到来时都一定会翻转3、在数字系统中，三态门常用于实现总线的连接。以下关于三态门的描述中，不正确的是（）A.三态门有高电平、低电平和高阻态三种输出状态B.三态门可以实现多个设备共享数据总线C.当三态门处于高阻态时，相当于与总线断开D.三态门的控制信号决定了其输出状态4、对于一个由多个计数器级联组成的大计数器，其计数范围是各个计数器计数范围的什么？（）A.乘积B.和C.差D.以上都不对5、在数字系统中，总线是用于传输数据和信息的重要通道。以下关于总线特点的描述中，错误的是（）A.可以连接多个设备B.总线的数据传输是并行的C.总线上的数据传输需要遵循特定的协议D.同一时刻只能有一个设备向总线发送数据6、在数字逻辑中，可编程逻辑器件（PLD）为电路设计提供了更大的灵活性。以下关于PLD的描述，错误的是（）A.PLD可以通过编程来实现不同的逻辑功能B.CPLD（复杂可编程逻辑器件）和FPGA（现场可编程门阵列）是常见的PLD类型C.PLD的编程过程复杂，需要专业的硬件知识和工具D.一旦对PLD进行编程，其逻辑功能就不能再更改7、在数字逻辑中，竞争冒险是一种可能出现的现象，会导致电路输出出现不正确的尖峰脉冲。以下关于竞争冒险的描述，错误的是（）A.竞争冒险通常发生在组合逻辑电路中，由于信号传输延迟不一致导致B.可以通过增加冗余项、引入选通脉冲等方法消除竞争冒险C.竞争冒险只会影响电路的输出信号，不会对整个系统的功能造成严重影响D.所有的数字逻辑电路都存在竞争冒险现象，无法完全避免8、当设计一个数字逻辑电路来实现一个乘法运算时，假设输入为两个4位二进制数。以下哪种方法可能是实现该乘法运算的可行途径（）A.使用加法器和移位寄存器B.仅使用逻辑门搭建C.利用计数器实现D.以上方法都不可行9、已知一个逻辑函数的卡诺图，其中有四个相邻的1格，可进行合并简化，则合并后得到的乘积项包含几个变量？（）A.2B.3C.4D.不确定10、在数字电路中，能够将输入的特定代码转换为相应的输出信号以控制外部设备的电路是？（）A.编码器B.译码器C.数据分配器D.控制器11、假设正在分析一个组合逻辑电路的功能，已知其输入为A、B、C，输出为Y。通过真值表得到了输入和输出的对应关系。以下哪种方法可以最直观地描述该电路的逻辑功能？（）A.逻辑表达式，用与、或、非等运算表示B.逻辑电路图，展示门电路的连接C.波形图，显示输入输出随时间的变化D.文字描述，详细说明输入输出的关系12、在数字电路中，若要对一个8位二进制数进行取反操作，可使用：（）A.与门B.或门C.非门D.异或门13、在数字逻辑中，异步复位和同步复位是两种常见的复位方式。假设一个时序电路，在复位信号有效的情况下，以下哪种复位方式能够更可靠地将电路状态初始化？（）A.异步复位B.同步复位C.两者效果相同D.取决于具体电路14、在一个数字电路中，需要对两个4位的二进制数进行加法运算。为了实现这个加法功能，并且能够处理可能产生的进位，以下哪种加法器结构可能是最优的选择？（）A.半加器，只能处理两个一位二进制数相加B.全加器，考虑低位进位进行加法C.串行进位加法器，低位向高位逐位进位D.超前进位加法器，提前计算进位减少延迟15、数字逻辑中的加法器可以实现两个二进制数的相加。一个4位二进制加法器，当两个输入都为最大的4位二进制数时，输出结果会产生进位吗？（）A.会产生进位B.不会产生进位C.不确定D.根据加法器的类型判断16、想象一个数字系统中，需要对输入的数字信号进行编码，以提高数据传输的效率和可靠性。以下哪种编码方式可能是最优的考虑？（）A.曼彻斯特编码，每个时钟周期都有跳变，便于同步但效率较低B.差分曼彻斯特编码，解决了曼彻斯特编码的部分缺点，但实现复杂C.NRZ编码，简单直接但同步困难D.以上编码方式各有优缺点，需要根据具体应用选择17、在数字逻辑中，已知一个JK触发器的J=1，K=0，在时钟脉冲的上升沿到来时，触发器的输出状态会如何变化？（）A.置1B.置0C.保持不变D.翻转18、在一个数字电路中，需要实现一个逻辑函数，通过使用硬件描述语言（HDL）进行描述。以下哪种HDL可能是最常用的？（）A.VHDL（VeryHighSpeedIntegratedCircuitHardwareDescriptionLanguage），语法严格，适合大型设计B.Verilog，语法简洁，应用广泛C.SystemVerilog，是Verilog的扩展，功能更强大但学习难度大D.以上HDL都很常用，选择取决于个人偏好和项目需求19、在数字电路中，信号的传输可能会受到延迟的影响。假设一个逻辑电路中，信号经过多个逻辑门的传输延迟不同，这可能会导致以下哪种问题？（）A.竞争冒险B.时序错误C.功耗增加D.输出信号失真20、在数字逻辑中，若要将一个4位并行输入的数值转换为串行输出，需要使用以下哪种电路？（）A.计数器B.编码器C.译码器D.移位寄存器二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）深入解释在数字电路的静电防护器件选择中，依据的参数和性能特点。2、（本题5分）解释在数字系统中什么是数字锁相环，以及它在时钟同步中的应用。3、（本题5分）在数字电路设计中，解释如何进行数字逻辑电路的静电防护设计，包括器件选型和电路布局的考虑。4、（本题5分）解释在数字逻辑中如何分析组合逻辑电路的竞争-冒险现象，并通过修改逻辑表达式消除。5、（本题5分）解释在数字系统中什么是数字信号的采样定理，以及如何确定合适的采样频率。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6位二进制数转换为余3码，给出逻辑表达式和电路连接。2、（本题5分）设计一个能产生000-111循环序列的计数器电路，采用JK触发器实现，画出逻辑图和状态转换图。3、（本题5分）设计一个能将余3码转换为8421BCD码的转换电路，画出逻辑图和转换步骤。4、（本题5分）使用D触发器设计一个同步时序逻辑电路，实现一个模14的加法计数器，画出状态转换图和电路原理图。5、（本题5分）设计一个能将8421BCD码转换为2421BCD码的转换电路，使用逻辑门，画出逻辑图和真值表。四、分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）给定一个数字系统的可靠性要求，分析如何通过冗余设计、错误检测和纠正技术来提高系统的可靠性。探讨不同可靠性技术的优缺点和适用场景。