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頁西北農(nóng)林科技大學

《計算力學》2023-2024學年第二學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個小題，每小題1分，共15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，若要判斷一個8位二進制數(shù)是否能被4整除，以下哪種方法較為簡便？（）A.檢查低兩位是否為0B.檢查高兩位是否為0C.進行除法運算D.以上都不是2、對于一個JK觸發(fā)器，若J=1，K=0，在時鐘脈沖作用下，其輸出狀態(tài)為？（）A.置0B.置1C.保持不變D.翻轉(zhuǎn)3、一個8位的D/A轉(zhuǎn)換器，若其滿量程輸出電壓為5V，當輸入數(shù)字量為10000000時，輸出電壓為：（）A.0.5VB.1.25VC.2.5VD.5V4、在數(shù)字邏輯中，對于一個時序邏輯電路，其狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖是分析和設計的重要工具。假設給定一個狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，以下哪種方法可以最準確地判斷該電路的功能是否正確？（）A.對照輸入輸出關系表進行檢查B.進行數(shù)學推導和計算C.通過硬件實現(xiàn)并實際測試D.憑借經(jīng)驗和直覺判斷5、加法器是數(shù)字邏輯中用于執(zhí)行加法運算的電路。半加器和全加器是加法器的基本組成單元。以下關于半加器和全加器的描述，正確的是（）A.半加器不考慮來自低位的進位，而全加器考慮B.半加器和全加器的輸出結(jié)果相同，只是輸入有所不同C.多個半加器可以直接級聯(lián)構(gòu)成多位加法器，無需使用全加器D.全加器的邏輯功能比半加器復雜，所以在實際應用中很少使用6、競爭冒險是數(shù)字電路中可能出現(xiàn)的一種現(xiàn)象，會導致輸出出現(xiàn)不應有的尖峰脈沖。以下關于競爭冒險的描述，錯誤的是（）A.競爭冒險通常發(fā)生在組合邏輯電路中，由于信號傳輸?shù)难舆t不同導致B.可以通過增加冗余項、接入濾波電容等方法消除競爭冒險C.競爭冒險不會對數(shù)字電路的功能產(chǎn)生實質(zhì)性的影響，因此可以忽略不計D.在數(shù)字電路的設計和分析中，需要考慮競爭冒險的可能性，并采取相應的措施7、在數(shù)字邏輯中，硬件描述語言（HDL）用于描述數(shù)字電路的行為和結(jié)構(gòu)。假設我們正在使用HDL進行電路設計。以下關于HDL的描述，哪一項是不正確的？（）A.VHDL和Verilog是兩種常見的硬件描述語言，它們具有相似的語法和功能B.使用HDL可以在不同的EDA工具中進行綜合、仿真和實現(xiàn)C.HDL描述的數(shù)字電路可以直接映射到實際的硬件電路，無需任何修改D.硬件描述語言可以提高數(shù)字電路設計的效率和可維護性8、考慮數(shù)字邏輯中的觸發(fā)器的類型，JK觸發(fā)器是一種常見的觸發(fā)器。假設JK觸發(fā)器的J和K輸入端都為高電平，在時鐘脈沖作用下，觸發(fā)器的狀態(tài)會如何變化（）A.翻轉(zhuǎn)B.保持不變C.置0D.置19、在數(shù)字邏輯電路中，移位寄存器可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的左移和右移操作。一個4位雙向移位寄存器，當控制信號為左移時，輸入為特定的二進制數(shù)，經(jīng)過多次時鐘脈沖后，輸出會發(fā)生什么變化？（）A.輸出的數(shù)據(jù)依次向左移動B.輸出的數(shù)據(jù)依次向右移動C.不確定D.輸出的數(shù)據(jù)保持不變10、對于一個異步時序邏輯電路，其狀態(tài)轉(zhuǎn)換與時鐘信號不同步。若在某個時刻，輸入發(fā)生變化，那么狀態(tài)的改變會立即發(fā)生嗎？（）A.會B.不會C.有時會D.不確定11、在數(shù)字電路中，若要實現(xiàn)一個能將輸入的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)的電路，以下哪種器件可能會被用到？（）A.計數(shù)器B.移位寄存器C.編碼器D.譯碼器12、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.513、已知一個數(shù)字系統(tǒng)的時鐘頻率為100MHz，若要產(chǎn)生一個周期為10μs的脈沖信號，需要幾級分頻電路？（）A.5B.6C.7D.814、在一個由多個邏輯門組成的數(shù)字電路中，已知每個邏輯門的延遲時間相同，若整個電路的總延遲時間為20ns，其中包含5個邏輯門，那么每個邏輯門的延遲時間大約是多少？（）A.2nsB.4nsC.5nsD.10ns15、在數(shù)字系統(tǒng)中，需要實現(xiàn)一個邏輯函數(shù)F=Σm(0,2,4,6)，以下哪種邏輯門的組合可以最簡單地實現(xiàn)這個函數(shù)？（）A.與門和或門B.與非門和或非門C.異或門和同或門D.以上組合都不能簡單實現(xiàn)二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）詳細闡述在移位寄存器的存儲應用中，如何利用移位寄存器實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲和讀取。2、（本題5分）詳細說明數(shù)字邏輯中計數(shù)器的擴展方法，包括級聯(lián)和并行擴展，并分析其對計數(shù)范圍和性能的影響。3、（本題5分）說明在數(shù)字系統(tǒng)中如何進行存儲器的地址譯碼，以實現(xiàn)正確的存儲訪問。4、（本題5分）闡述數(shù)字邏輯中數(shù)據(jù)選擇器和數(shù)據(jù)分配器的時鐘同步和異步操作的特點和應用場景，舉例說明其選擇依據(jù)。三、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）用數(shù)字邏輯電路實現(xiàn)一個簡單的編碼器，將8個輸入信號編碼為3位二進制輸出。仔細分析編碼器的工作流程，包括輸入信號的優(yōu)先級處理、編碼規(guī)則的確定以及邏輯電路的實現(xiàn)方式，研究不同編碼方式對電路性能的影響。2、（本題5分）設計一個數(shù)字電路，能夠?qū)崿F(xiàn)一個32位的移位寄存器，具有左移、右移和并行加載功能。詳細分析移位寄存器的工作模式和控制邏輯，說明電路中如何實現(xiàn)數(shù)據(jù)的移位、加載和存儲。3、（本題5分）用數(shù)字邏輯實現(xiàn)一個簡單的數(shù)字信號自適應濾波電路。深入分析自適應濾波算法的邏輯實現(xiàn)和性能特點，解釋如何根據(jù)輸入信號的變化調(diào)整濾波器參數(shù)，研究在信號處理中的應用優(yōu)勢。4、（本題5分）設計一個數(shù)字電路，能夠?qū)斎氲膬蓚€8位二進制數(shù)進行邏輯與、邏輯或和邏輯異或運算，并分別輸出結(jié)果。深入分析這三種邏輯運算的特點和用途，說明電路中如何實現(xiàn)這些運算的邏輯門組合和信號連接。5、（本題5分）設計一個數(shù)字電路，能夠檢測輸入的16位二進制數(shù)中是否存在連續(xù)的三個1。詳細分析檢測邏輯的設計思路，使用邏輯門和組合電路實現(xiàn)該功能，并考慮如何處理邊界情況和提高檢測的效率。四、設計題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）設計一個數(shù)據(jù)選擇器，根據(jù)7個控制信號從128個輸入數(shù)據(jù)中選擇一個輸出。2、（本題10分）利用加法器和比較器設計一個能判斷輸入的