衢州学院《数值计算与语言实训》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《数值计算与语言实训》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2、在数字电路中，若要实现一个能将输入的10位二进制数的高5位和低5位交换位置的电路，以下哪种方法较为简单？（）A.使用多个数据选择器B.通过逻辑运算C.利用移位寄存器D.以上都不是3、在数字电路中，用卡诺图化简逻辑函数时，如果相邻的最小项可以合并，那么最少需要几个相邻的最小项才能进行合并？（）A.2B.4C.8D.164、在一个数字电路中，需要实现一个逻辑函数F=AB+CD。为了简化电路，使用卡诺图进行化简。以下关于卡诺图化简的描述，哪个是正确的？（）A.卡诺图可以直观地显示逻辑函数的最小项，方便进行合并化简B.卡诺图只能用于化简变量较少的逻辑函数，对于多变量函数效果不佳C.卡诺图化简后的结果一定是最简的逻辑表达式，无需进一步优化D.卡诺图的绘制和化简过程复杂，不如直接使用公式法化简5、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.10106、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7、在数字逻辑设计中，若要实现逻辑函数F=AB+AC，最简的与非-与非表达式为：（）A.((AB)'(AC)')'B.((A+B)'(A+C)')'C.((A'B')(A'C'))'D.((A+B)(A+C))'8、对于一个T触发器，当T=1时，在时钟脉冲作用下，触发器实现的功能是：（）A.保持B.置0C.置1D.翻转9、在数字逻辑电路中，移位寄存器可以实现数据的左移和右移操作。一个4位双向移位寄存器，当控制信号为左移时，输入为特定的二进制数，经过多次时钟脉冲后，输出会发生什么变化？（）A.输出的数据依次向左移动B.输出的数据依次向右移动C.不确定D.输出的数据保持不变10、编码器是一种将输入信号转换为编码输出的组合逻辑电路。以下关于编码器的说法，错误的是（）A.普通编码器在多个输入同时有效时，可能会产生错误的输出B.优先编码器可以解决普通编码器的输入冲突问题C.编码器可以将十进制数转换为二进制编码D.编码器的输出位数总是与输入信号的数量相同11、在数字逻辑中，需要对一个逻辑表达式进行化简并转换成最简与或表达式。给定表达式F=(A+B)(A'+C)，以下哪种化简步骤是正确的？（）A.F=A+BCB.F=A+AC+B+BCC.F=A+BD.F=A'+B'12、在数字电路中，使用加法器实现两个8位有符号数的加法运算，若最高位产生进位，那么这个进位表示什么？（）A.溢出B.正常进位C.错误D.以上都不对13、在数字电路中，若要将一个频率为100kHz的方波信号分频为10kHz的方波信号，需要几级分频电路？（）A.3B.4C.5D.1014、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15、对于一个由JK触发器构成的计数器，若要实现计数范围为0-7的循环计数，J和K的输入应该如何设置？（）A.特定的逻辑组合B.随机设置C.保持不变D.以上都不对16、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17、在数字逻辑的组合逻辑电路分析中，假设给定一个复杂的组合逻辑电路的真值表。以下哪种方法可以帮助快速确定其逻辑表达式（）A.观察法B.卡诺图法C.试错法D.以上方法都不可靠18、在数字系统中，接口电路用于连接不同的数字设备。以下关于接口电路的功能和要求，不正确的是（）A.接口电路要实现信号的转换和匹配B.接口电路要保证数据传输的可靠性和稳定性C.接口电路不需要考虑设备之间的速度差异D.接口电路要符合相关的标准和规范19、数字逻辑中的比较器用于比较两个数字的大小。假设设计一个4位比较器，比较两个无符号数A和B。当A=1010，B=1100时，输出结果是什么？（）A.A>BB.A<BC.A=BD.不确定20、D触发器是一种常见的触发器类型，具有简单的逻辑功能。关于D触发器的工作原理和特点，以下描述错误的是（）A.D触发器在时钟脉冲的上升沿或下降沿将输入数据存储到输出端B.D触发器的输出只取决于当前的输入数据，与之前的状态无关C.D触发器可以通过组合逻辑电路来实现D.D触发器在数字电路中的应用非常广泛，但性能不如其他类型的触发器二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）详细阐述如何用硬件描述语言实现一个有限状态机的状态转移和输出逻辑。2、（本题5分）详细阐述在数字电路的可靠性验证试验中，试验方案的制定和结果评估。3、（本题5分）说明在数字逻辑中如何进行逻辑函数的卡诺图化简中的无关项处理。4、（本题5分）深入分析在数字逻辑电路的热仿真中，使用的软件和仿真流程以及结果分析。5、（本题5分）解释什么是数字逻辑中的同步电路的时钟偏差，以及对电路的影响和解决方法。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个数据选择器，根据16个控制信号从65536个输入数据中选择一个输出。2、（本题5分）设计一个能对5位二进制数进行取反操作的组合逻辑电路，给出逻辑表达式和电路连接。3、（本题5分）使用D触发器设计一个异步时序逻辑电路，实现一个6位扭环形计数器，画出状态转换图和电路。4、（本题5分）设计一个能将8421BCD码转换为5421BCD码的转换电路，画出逻辑图和真值表。5、（本题5分）设计一个能将格雷码转换为二进制码的转换电路，用逻辑门实现，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）给定一个复杂的数字系统，其中包含多个输入信号和多个输出信号。输入信号包括传感器数据、控制指令等，输出信号用于驱动执行器和显示设备。请详细分析系统的功能和逻辑关系，设计相应的数字电路，并说明如何保证系统的稳定性和可靠性。2、（本题10