學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁(yè)，共3頁(yè)金肯職業(yè)技術(shù)學(xué)院《數(shù)值計(jì)算與語(yǔ)言》

2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題2分，共30分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、在數(shù)字電路中，若一個(gè)編碼器有8個(gè)輸入信號(hào)，需要用幾位二進(jìn)制代碼進(jìn)行編碼輸出？（）A.2位B.3位C.4位D.8位2、計(jì)數(shù)器是一種常見的時(shí)序邏輯電路，用于對(duì)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。以下關(guān)于計(jì)數(shù)器的描述，錯(cuò)誤的是（）A.計(jì)數(shù)器可以按照計(jì)數(shù)方式分為加法計(jì)數(shù)器、減法計(jì)數(shù)器和可逆計(jì)數(shù)器B.同步計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)速度比異步計(jì)數(shù)器快，因?yàn)樗杏|發(fā)器同時(shí)翻轉(zhuǎn)C.計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)容量取決于觸發(fā)器的個(gè)數(shù)和計(jì)數(shù)方式D.計(jì)數(shù)器在工作過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)誤計(jì)數(shù)的情況3、假設(shè)要設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)加法/減法器，能夠根據(jù)控制信號(hào)選擇進(jìn)行加法或減法操作。以下哪種設(shè)計(jì)思路可能是最合理的？（）A.使用一個(gè)加法器和一個(gè)減法器，通過(guò)控制信號(hào)選擇輸出B.在加法器的基礎(chǔ)上，通過(guò)改變輸入的符號(hào)實(shí)現(xiàn)減法操作C.重新設(shè)計(jì)一個(gè)能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)加法和減法的專用電路D.以上思路都不合理4、在數(shù)字邏輯中，布爾代數(shù)是基礎(chǔ)理論之一。假設(shè)我們正在研究一個(gè)邏輯電路的表達(dá)式化簡(jiǎn)。以下關(guān)于布爾代數(shù)的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.布爾代數(shù)中的基本運(yùn)算包括與（AND）、或（OR）和非（NOT）B.布爾代數(shù)的定律和規(guī)則可以用于簡(jiǎn)化邏輯表達(dá)式，減少邏輯門的數(shù)量C.布爾代數(shù)中的德摩根定律表明，對(duì)一個(gè)邏輯表達(dá)式取反時(shí)，與運(yùn)算和或運(yùn)算會(huì)相互轉(zhuǎn)換D.布爾代數(shù)只能用于處理二值邏輯，即0和1，無(wú)法處理多值邏輯5、在數(shù)字邏輯電路中，譯碼器的輸出可以連接到其他邏輯電路。一個(gè)3線-8線譯碼器的輸出連接到一個(gè)與門的輸入，當(dāng)譯碼器的輸入為特定值時(shí)，與門的輸出會(huì)怎樣？（）A.與門的輸出會(huì)根據(jù)譯碼器的輸出和與門的另一個(gè)輸入確定B.與門的輸出會(huì)始終為高電平C.不確定D.與門的輸出會(huì)始終為低電平6、在數(shù)字邏輯中，需要對(duì)一個(gè)邏輯表達(dá)式進(jìn)行化簡(jiǎn)并轉(zhuǎn)換成最簡(jiǎn)與或表達(dá)式。給定表達(dá)式F=(A+B)(A'+C)，以下哪種化簡(jiǎn)步驟是正確的？（）A.F=A+BCB.F=A+AC+B+BCC.F=A+BD.F=A'+B'7、若要將一個(gè)8位的二進(jìn)制數(shù)擴(kuò)展為16位，同時(shí)保持?jǐn)?shù)值不變，應(yīng)該進(jìn)行什么操作？（）A.在高位補(bǔ)0B.在高位補(bǔ)1C.在低位補(bǔ)0D.在低位補(bǔ)18、在數(shù)字電路中，使用譯碼器和與門實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)，若譯碼器的輸出有高電平也有低電平，那么最終的輸出由什么決定？（）A.與門的輸入B.譯碼器的輸入C.與門的輸出D.以上都不對(duì)9、考慮一個(gè)數(shù)字電路中的比較器，用于比較兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)的大小。如果要比較兩個(gè)8位的二進(jìn)制數(shù)，以下哪種比較器的設(shè)計(jì)方案可能是最直接有效的？（）A.使用多個(gè)1位比較器級(jí)聯(lián)B.構(gòu)建一個(gè)專用的8位比較器電路C.通過(guò)邏輯運(yùn)算實(shí)現(xiàn)比較功能D.利用計(jì)數(shù)器判斷兩個(gè)數(shù)的大小10、對(duì)于一個(gè)4位的二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，從0開始計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)到哪個(gè)值時(shí)，再輸入一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖會(huì)產(chǎn)生進(jìn)位輸出？（）A.1111B.1000C.1001D.111011、數(shù)字邏輯中的觸發(fā)器可以存儲(chǔ)一位二進(jìn)制數(shù)據(jù)。一個(gè)JK觸發(fā)器，在時(shí)鐘上升沿到來(lái)時(shí)，根據(jù)輸入J和K的值確定輸出。如果J=1，K=1，時(shí)鐘上升沿到來(lái)后，輸出會(huì)怎樣變化？（）A.輸出會(huì)翻轉(zhuǎn)B.輸出會(huì)保持不變C.不確定D.根據(jù)其他因素判斷12、考慮到一個(gè)基于現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（FPGA）的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)，需要將高級(jí)語(yǔ)言描述的算法轉(zhuǎn)換為硬件實(shí)現(xiàn)。在這個(gè)過(guò)程中，需要綜合考慮資源利用、性能和實(shí)現(xiàn)難度等因素。以下哪種硬件描述語(yǔ)言在FPGA設(shè)計(jì)中應(yīng)用最為廣泛？（）A.VHDLB.VerilogC.SystemVerilogD.C++13、在數(shù)字邏輯電路中，譯碼器用于將輸入的編碼轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)。假設(shè)設(shè)計(jì)一個(gè)3線-8線譯碼器，當(dāng)輸入為000時(shí)，以下哪個(gè)輸出狀態(tài)是正確的？（）A.只有第0個(gè)輸出為1，其余為0B.只有第7個(gè)輸出為1，其余為0C.所有輸出都為1D.所有輸出都為014、若一個(gè)PLA的與陣列有8個(gè)輸入變量，或陣列有4個(gè)輸出函數(shù)，則PLA的規(guī)模約為：（）A.8×4B.2^8×4C.8×2^4D.2^8×2^415、假設(shè)要設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，用于實(shí)現(xiàn)一個(gè)高速的加法器，并且對(duì)面積和功耗有一定的限制。在這種情況下，以下哪種加法器結(jié)構(gòu)是最合適的選擇？（）A.ripplecarryadder（行波進(jìn)位加法器）B.carrylookaheadadder（超前進(jìn)位加法器）C.carryselectadder（進(jìn)位選擇加法器）D.以上加法器結(jié)構(gòu)都不滿足要求，需要新的設(shè)計(jì)方法二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）詳細(xì)闡述如何用硬件描述語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)一個(gè)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)方向控制功能。2、（本題5分）詳細(xì)說(shuō)明數(shù)字邏輯中計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)模式（如加計(jì)數(shù)、減計(jì)數(shù)和可逆計(jì)數(shù)）的實(shí)現(xiàn)方法和應(yīng)用場(chǎng)景。3、（本題5分）在數(shù)字系統(tǒng)中，解釋如何利用數(shù)字邏輯實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)的調(diào)制和解調(diào)的硬件加速，舉例說(shuō)明加速方法和效果。三、分析題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）給定一個(gè)數(shù)字邏輯電路的信號(hào)完整性分析報(bào)告，分析電路中信號(hào)的反射、串?dāng)_和衰減等問(wèn)題。提出改善信號(hào)完整性的措施，如終端匹配、布線規(guī)則和屏蔽技術(shù)，以確保信號(hào)的質(zhì)量和可靠性。2、（本題5分）給定一個(gè)由多個(gè)比較器和邏輯門組成的數(shù)字選擇系統(tǒng)，分析系統(tǒng)的選擇邏輯和輸出結(jié)果，計(jì)算系統(tǒng)的復(fù)雜度和延遲。討論在數(shù)據(jù)路由和多路復(fù)用中的應(yīng)用和優(yōu)化策略。3、（本題5分）使用乘法器和移位寄存器構(gòu)建一個(gè)數(shù)字電路，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)二進(jìn)制數(shù)的快速冪運(yùn)算。分析冪運(yùn)算的算法和電路實(shí)現(xiàn)，考慮指數(shù)的表示和移位操作的控制邏輯，以及如何優(yōu)化運(yùn)算速度和資源消耗。4、（本題5分）使用編碼器和移位寄存器設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)輸入數(shù)據(jù)的編碼和串行傳輸。分析編碼方式的選擇和移位寄存器的工作原理，以及如何在傳輸過(guò)程中保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性。5、（本題5分）使用觸發(fā)器和組合邏輯構(gòu)建一個(gè)數(shù)字鎖存器和寄存器，分析它們?cè)跀?shù)據(jù)存儲(chǔ)和傳輸中的作用和區(qū)別。探討如何在電路設(shè)計(jì)中正確選擇使用鎖存器和寄存器，以滿足不同的需求。四、設(shè)計(jì)題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）用Veril