自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁北京理工大學《數(shù)字邏輯》

2021-2022學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共30個小題，每小題1分，共30分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、在數(shù)字邏輯中，奇偶校驗碼常用于檢測數(shù)據傳輸中的錯誤。以下關于奇偶校驗碼的描述中，錯誤的是（）A.奇偶校驗碼可以檢測出奇數(shù)位錯誤B.奇校驗碼中1的個數(shù)為奇數(shù)，偶校驗碼中1的個數(shù)為偶數(shù)C.奇偶校驗碼不能糾正錯誤，只能檢測錯誤D.奇偶校驗碼增加的校驗位越多，檢測錯誤的能力越強2、在數(shù)字邏輯的教學和學習中，實驗環(huán)節(jié)是非常重要的。以下關于數(shù)字邏輯實驗的描述，正確的是（）A.數(shù)字邏輯實驗可以幫助學生更好地理解理論知識，提高動手能力B.實驗中只需要按照實驗指導書的步驟進行操作，不需要思考和創(chuàng)新C.數(shù)字邏輯實驗的結果一定是準確無誤的，不會出現(xiàn)任何問題D.數(shù)字邏輯實驗設備的先進程度決定了實驗教學的質量和效果3、在數(shù)字邏輯中，若要實現(xiàn)將輸入的4位二進制數(shù)擴大兩倍的功能，以下哪種電路設計是可行的？（）A.在原數(shù)左邊添加兩個0B.將原數(shù)左移一位C.將原數(shù)與自身相加D.對原數(shù)進行取反操作4、對于一個同步置數(shù)的計數(shù)器，在置數(shù)信號有效時，計數(shù)器的狀態(tài)會立即變?yōu)轭A置的數(shù)值嗎？（）A.會B.不會C.取決于時鐘信號D.以上都不對5、在數(shù)字邏輯中，奇偶校驗碼可以用于檢測數(shù)據傳輸中的錯誤。奇校驗碼是指數(shù)據中1的個數(shù)加上校驗位后為奇數(shù)，偶校驗碼則相反。對于一個8位的數(shù)據10101100，采用偶校驗碼時，校驗位應為：（）A.0B.1C.無法確定D.取決于傳輸方式6、在數(shù)字電路中，使用加法器實現(xiàn)兩個8位有符號數(shù)的加法運算，若最高位產生進位，那么這個進位表示什么？（）A.溢出B.正常進位C.錯誤D.以上都不對7、對于一個用VerilogHDL描述的數(shù)字邏輯電路，以下哪種語句通常用于描述組合邏輯？（）A.alwaysB.initialC.assignD.module8、在數(shù)字電路中，能夠將輸入的高、低電平編碼為二進制代碼的電路是？（）A.優(yōu)先編碼器B.普通編碼器C.七段顯示譯碼器D.以上都不是9、在數(shù)字邏輯電路的測試和故障診斷中，邏輯分析儀是一種常用的工具。它可以同時監(jiān)測多個信號，并以圖形的方式顯示信號的變化。邏輯分析儀的主要優(yōu)點包括：（）A.只能處理低速信號B.不能存儲大量的數(shù)據C.能夠快速準確地捕捉和分析信號D.價格昂貴，不適合一般應用10、數(shù)字邏輯中的加法器可以分為串行加法器和并行加法器。串行加法器和并行加法器的主要區(qū)別是什么？（）A.串行加法器逐位進行加法運算，并行加法器同時對多位進行加法運算B.串行加法器的運算速度快，并行加法器的運算速度慢C.不確定D.串行加法器和并行加法器沒有區(qū)別11、在數(shù)字電路中，下列哪種邏輯門的輸出不僅取決于當前的輸入，還取決于之前的輸出狀態(tài)？（）A.與門B.或門C.非門D.觸發(fā)器12、在數(shù)字邏輯電路中，假設我們要設計一個加法器來計算兩個4位二進制數(shù)的和?？紤]到速度和復雜度的平衡，以下哪種加法器結構通常是較為理想的選擇？（）A.半加器級聯(lián)B.全加器級聯(lián)C.并行加法器D.串行加法器13、用2輸入與非門實現(xiàn)邏輯函數(shù)F=AB+CD，至少需要幾個與非門？（）A.2B.3C.4D.514、假設正在設計一個數(shù)字電路，用于將一個4位二進制數(shù)轉換為對應的格雷碼。格雷碼是一種相鄰數(shù)值只有一位變化的編碼方式。要實現(xiàn)這個轉換功能，以下哪種邏輯門的組合是最合適的？（）A.僅使用與門和或門B.僅使用非門和與非門C.使用多種邏輯門，包括與門、或門、非門等的組合D.無法通過邏輯門實現(xiàn)，需要使用特殊的集成電路15、在數(shù)字邏輯電路中，數(shù)據選擇器可以根據控制信號選擇不同的輸入數(shù)據作為輸出。一個4選1數(shù)據選擇器，當控制信號為特定值時，如何確定輸出是哪個輸入數(shù)據？（）A.根據控制信號的二進制值確定輸出B.根據輸入數(shù)據的大小確定輸出C.不確定D.根據其他因素判斷16、在數(shù)字邏輯電路的設計中，需要進行邏輯綜合，將高級描述轉換為門級電路。邏輯綜合工具可以根據約束條件進行優(yōu)化。以下關于邏輯綜合的描述，錯誤的是：（）A.可以自動完成邏輯化簡B.不能考慮時序約束C.可以優(yōu)化電路的面積和速度D.可以根據不同的工藝庫進行映射17、在數(shù)字系統(tǒng)的設計中，需要對電路的性能進行評估和優(yōu)化。性能指標包括延遲、功耗、面積等。為了降低延遲，可以采用流水線技術。以下關于流水線技術的描述，錯誤的是：（）A.可以提高系統(tǒng)的吞吐量B.會增加系統(tǒng)的硬件復雜度C.每個階段的處理時間必須相同D.可以減少每個指令的執(zhí)行時間18、在數(shù)字邏輯中，若要實現(xiàn)一個能產生100kHz方波信號的電路，以下哪種集成電路可以考慮使用？（）A.555定時器B.74LS138C.74LS04D.74LS8519、考慮一個數(shù)字電路中的乘法器，需要實現(xiàn)兩個4位二進制數(shù)的乘法運算。以下哪種乘法器的實現(xiàn)方式在速度和面積上可能取得較好的平衡？（）A.基于加法器和移位操作的乘法器B.陣列乘法器，通過硬件陣列實現(xiàn)C.利用軟件算法在數(shù)字電路中實現(xiàn)乘法D.以上方式在速度和面積上無法平衡20、在數(shù)字系統(tǒng)中，需要對一個脈沖信號進行整形和濾波，以得到更清晰穩(wěn)定的信號。以下哪種電路可以實現(xiàn)這個功能？（）A.施密特觸發(fā)器，對輸入進行整形B.低通濾波器，濾除高頻噪聲C.積分電路，平滑信號D.以上電路都可以用于信號整形和濾波21、在數(shù)字通信系統(tǒng)中，數(shù)字邏輯也發(fā)揮著重要的作用。以下關于數(shù)字通信中數(shù)字邏輯的描述，錯誤的是（）A.數(shù)字調制和解調可以通過數(shù)字邏輯電路來實現(xiàn)B.糾錯編碼和解碼需要用到數(shù)字邏輯的運算C.數(shù)字通信中的信號處理和傳輸都離不開數(shù)字邏輯D.數(shù)字邏輯在數(shù)字通信中的應用非常簡單，不需要深入研究22、考慮一個數(shù)字系統(tǒng)中的數(shù)據選擇器，它需要根據控制信號從多個輸入數(shù)據中選擇一個輸出。假設有4個輸入數(shù)據和2位的控制信號，以下哪種數(shù)據選擇器能夠實現(xiàn)這個功能？（）A.4選1數(shù)據選擇器B.8選1數(shù)據選擇器C.16選1數(shù)據選擇器D.無法通過現(xiàn)有的數(shù)據選擇器實現(xiàn)，需要自行設計23、邏輯門是數(shù)字電路的基本單元。與門、或門和非門是三種常見的基本邏輯門。以下關于與門邏輯功能的描述中，不正確的是（）A.只有當所有輸入都為1時，輸出才為1B.輸入中有0，則輸出為0C.可以用“乘”運算來表示與門的邏輯D.與門的輸出與輸入的順序無關24、數(shù)字邏輯中的FPGA（現(xiàn)場可編程門陣列）具有可編程的特性。假設在一個FPGA設計中，需要更改某個邏輯功能，以下哪種方式可以實現(xiàn)？（）A.重新編程B.更換芯片C.調整外部電路D.以上方式都不行25、時序邏輯電路與組合邏輯電路不同，它包含存儲元件，能夠記住過去的輸入信息。常見的時序邏輯電路有觸發(fā)器、計數(shù)器和寄存器等。在一個D觸發(fā)器中，當時鐘脈沖上升沿到來時，如果D輸入端的值為1，那么輸出Q的值將：（）A.保持不變B.變?yōu)?C.變?yōu)?D.不確定，取決于之前的狀態(tài)26、已知邏輯函數(shù)F=A'B+AB'，若A=1，B=0，則F的值為？（）A.0B.1C.不確定D.以上都不對27、在一個數(shù)字電路中，出現(xiàn)了競爭冒險現(xiàn)象，導致輸出出現(xiàn)了不應有的尖峰脈沖。以下哪種方法可能是最有效地消除競爭冒險？（）A.增加冗余項，修改邏輯表達式B.接入濾波電容，消除尖峰脈沖C.選擇速度更快的邏輯門D.以上方法結合使用28、在數(shù)字系統(tǒng)中，異步復位和同步復位是兩種常見的復位方式。假設我們正在設計一個具有復位功能的電路。以下關于異步復位和同步復位的描述，哪一項是不準確的？（）A.異步復位信號不受時鐘信號的控制，在復位信號有效時立即將電路復位B.同步復位信號在時鐘上升沿或下降沿時，根據復位信號的狀態(tài)進行復位操作C.異步復位的優(yōu)點是復位響應速度快，缺點是可能會產生亞穩(wěn)態(tài)D.同步復位比異步復位更可靠，不會出現(xiàn)亞穩(wěn)態(tài)問題，因此應優(yōu)先使用同步復位29、數(shù)字邏輯中的加法器是重要的運算單元。假設要設計一個4位二進制加法器，使用全加器來實現(xiàn)。在考慮進位傳遞時，以下哪種方法能夠有效地減少電路的延遲和復雜度？（）A.串行進位B.并行進位C.分組進位D.不考慮進位，直接相加30、用3線-8線譯碼器和與非門實現(xiàn)邏輯函數(shù)F=A'B'C+ABC'，需要幾片譯碼器？（）A.1B.2C.3D.4二、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設計一個譯碼器電路，能夠將4位二進制輸入轉換為16個輸出信號。全面分析譯碼器的邏輯功能、內部結構和工作原理，討論如何通過增加使能控制端來提高譯碼器的靈活性和實用性。2、（本題5分）設計一個組合邏輯電路，用于判斷一個3位二進制數(shù)是否能被3整除。請詳細闡述設計思路，使用邏輯表達式和真值表進行分析，并畫出相應的邏輯電路圖。思考該電路在數(shù)字信號處理和編碼解碼中的應用可能性。3、（本題5分）有一個數(shù)字圖像處理系統(tǒng)中的邊緣檢測模塊，需要檢測圖像中物體的邊緣。分析邊緣檢測的算法和原理，如Sobel算子、Canny算子等。設計相應的數(shù)字電路實現(xiàn)邊緣檢測功能，探討如何優(yōu)化電路以提高邊緣檢測的準確性和實時性。4、（本題5分）使用計數(shù)器和邏輯門構建一個數(shù)字頻率計，能夠測量輸入信號的頻率。分析頻率測量的原理和電路實現(xiàn)，包括計數(shù)時間的選擇和精度的計算，以及如何提高頻率計的測量范圍和分辨率。5、（本題5分）設計一個數(shù)字電路，能夠實現(xiàn)對一個16位二進制數(shù)的奇偶校驗。深入分析奇偶校驗的原理和算法，說明如何在電路中檢測數(shù)據位中1的個數(shù)是奇數(shù)還是偶數(shù)，并給出相應的輸出信號。同時考慮如何優(yōu)化電路以提高校驗效率。三、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）解釋在數(shù)字系統(tǒng)中什么是數(shù)字信號的眼圖，以及如何通過眼圖評估信號質量。2、（本題5分）詳細闡述如何用硬件描述語言實現(xiàn)一個計數(shù)器的異步復位功能。3、（本題5分）深入解釋在數(shù)字電路的電磁兼容性設計中，采取哪些措施來減少電磁干擾和提高抗