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《普通邏輯學(xué)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共25個(gè)小題，每小題1分，共25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、想象一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)中，需要對(duì)一個(gè)高頻的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行分頻，得到較低頻率的信號(hào)。以下哪種分頻器的實(shí)現(xiàn)方式可能是最有效的？（）A.計(jì)數(shù)器式分頻器，通過計(jì)數(shù)實(shí)現(xiàn)分頻，簡單可靠B.移位寄存器式分頻器，利用移位操作分頻，速度較快C.基于鎖相環(huán)的分頻器，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度分頻，但電路復(fù)雜D.以上分頻器方式效果相同，可以任意選擇2、對(duì)于一個(gè)采用上升沿觸發(fā)的D觸發(fā)器，若在時(shí)鐘上升沿到來之前，D輸入端的值發(fā)生變化，那么觸發(fā)器的輸出會(huì)受到影響嗎？（）A.會(huì)B.不會(huì)C.取決于變化的時(shí)間D.以上都不對(duì)3、數(shù)字邏輯中的計(jì)數(shù)器可以按照不同的方式進(jìn)行計(jì)數(shù)，如加法計(jì)數(shù)、減法計(jì)數(shù)等。一個(gè)可逆計(jì)數(shù)器可以實(shí)現(xiàn)加法和減法計(jì)數(shù)，需要哪些額外的控制信號(hào)？（）A.需要一個(gè)控制信號(hào)來選擇加法或減法計(jì)數(shù)B.需要兩個(gè)控制信號(hào)來分別控制加法和減法計(jì)數(shù)C.不確定D.可逆計(jì)數(shù)器不需要額外的控制信號(hào)4、在數(shù)字邏輯中，要用PLA（可編程邏輯陣列）實(shí)現(xiàn)一個(gè)4輸入2輸出的邏輯函數(shù)，需要多少個(gè)可編程的與陣列單元？（）A.4B.8C.16D.325、在數(shù)字邏輯中，已知一個(gè)邏輯函數(shù)的真值表，若要用卡諾圖進(jìn)行化簡，首先需要確定什么？（）A.變量個(gè)數(shù)B.最小項(xiàng)C.最大項(xiàng)D.無關(guān)項(xiàng)6、當(dāng)研究數(shù)字電路中的存儲(chǔ)單元時(shí)，假設(shè)需要一個(gè)能夠存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)并且可以快速讀取和寫入的存儲(chǔ)設(shè)備。以下哪種存儲(chǔ)器件通常具有較高的存儲(chǔ)容量和較快的讀寫速度？（）A.SRAMB.DRAMC.ROMD.FlashMemory7、對(duì)于一個(gè)JK觸發(fā)器，若J=K=1，在時(shí)鐘脈沖作用下，其輸出狀態(tài)？（）A.置0B.置1C.保持不變D.翻轉(zhuǎn)8、在數(shù)字邏輯中，三態(tài)門常用于總線結(jié)構(gòu)中。如果要實(shí)現(xiàn)多個(gè)設(shè)備共享一條總線，并且避免總線沖突，以下哪種方式是正確的使用三態(tài)門的方法？（）A.只有一個(gè)設(shè)備的三態(tài)門處于使能狀態(tài)，其他設(shè)備的三態(tài)門關(guān)閉B.所有設(shè)備的三態(tài)門同時(shí)處于使能狀態(tài)C.隨機(jī)控制設(shè)備的三態(tài)門使能，不考慮沖突D.以上方法都無法避免總線沖突9、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(guān)于數(shù)字通信中數(shù)字邏輯的描述，錯(cuò)誤的是（）A.數(shù)字調(diào)制和解調(diào)可以通過數(shù)字邏輯電路來實(shí)現(xiàn)B.糾錯(cuò)編碼和解碼需要用到數(shù)字邏輯的運(yùn)算C.數(shù)字通信中的信號(hào)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(yīng)用非常簡單，不需要深入研究10、時(shí)序邏輯電路與組合邏輯電路不同，其輸出不僅取決于當(dāng)前輸入，還與之前的狀態(tài)有關(guān)。以下關(guān)于時(shí)序邏輯電路的描述，不正確的是（）A.觸發(fā)器是時(shí)序邏輯電路的基本存儲(chǔ)單元B.計(jì)數(shù)器和寄存器都是常見的時(shí)序邏輯電路C.時(shí)序邏輯電路在時(shí)鐘信號(hào)的控制下進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換D.時(shí)序邏輯電路的輸出變化與輸入的變化是完全同步的11、假設(shè)在一個(gè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，需要根據(jù)多個(gè)傳感器的輸入實(shí)時(shí)計(jì)算控制量并輸出。由于系統(tǒng)對(duì)響應(yīng)時(shí)間要求極高，需要采用并行處理和流水線技術(shù)來提高計(jì)算速度。以下哪種數(shù)字邏輯實(shí)現(xiàn)方式能夠滿足這種高速實(shí)時(shí)計(jì)算的需求？（）A.專用集成電路（ASIC）B.復(fù)雜可編程邏輯器件（CPLD）C.現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（FPGA）D.微控制器（MCU）12、在數(shù)字系統(tǒng)中，計(jì)數(shù)器的級(jí)聯(lián)可以實(shí)現(xiàn)更大范圍的計(jì)數(shù)。例如，將兩個(gè)4位計(jì)數(shù)器級(jí)聯(lián)，可以得到一個(gè)8位計(jì)數(shù)器。在級(jí)聯(lián)時(shí)，需要注意低位計(jì)數(shù)器的進(jìn)位信號(hào)連接到高位計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)輸入端。當(dāng)?shù)臀挥?jì)數(shù)器從1111計(jì)數(shù)到0000時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)進(jìn)位信號(hào)。以下關(guān)于計(jì)數(shù)器級(jí)聯(lián)的描述，正確的是：（）A.級(jí)聯(lián)后的計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)速度變慢B.級(jí)聯(lián)后的計(jì)數(shù)器的最大計(jì)數(shù)值不變C.級(jí)聯(lián)后的計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘信號(hào)相同D.級(jí)聯(lián)后的計(jì)數(shù)器的工作方式不變13、在數(shù)字邏輯中，若要實(shí)現(xiàn)一個(gè)能產(chǎn)生周期為1ms脈沖信號(hào)的電路，時(shí)鐘頻率至少需要多少？（）A.1kHzB.1MHzC.1000HzD.1000MHz14、在數(shù)字邏輯中，已知一個(gè)邏輯函數(shù)的卡諾圖，如何判斷該函數(shù)是否可以化簡？（）A.觀察是否有相鄰的1格B.觀察是否有相鄰的0格C.觀察是否有對(duì)稱的1格D.以上都不對(duì)15、假設(shè)要設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路來實(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，通過控制信號(hào)選擇輸出B.在加法器的基礎(chǔ)上，通過改變輸入的符號(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16、在數(shù)字邏輯中，數(shù)制的轉(zhuǎn)換是一項(xiàng)基本的操作。將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)時(shí)，以下方法錯(cuò)誤的是（）A.除2取余法，將每次的余數(shù)從右往左排列B.不斷將十進(jìn)制數(shù)除以2，直到商為0C.可以先將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制，再將八進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制D.直接按照二進(jìn)制的位權(quán)展開計(jì)算17、已知一個(gè)8選1數(shù)據(jù)選擇器，地址輸入端有3位，當(dāng)輸入地址為101時(shí)，輸出的數(shù)據(jù)是哪個(gè)輸入通道的數(shù)據(jù)？（）A.第1個(gè)B.第3個(gè)C.第5個(gè)D.第7個(gè)18、譯碼器是編碼器的逆過程，它將編碼輸入轉(zhuǎn)換為特定的輸出信號(hào)。對(duì)于譯碼器，以下敘述錯(cuò)誤的是（）A.譯碼器可以將二進(jìn)制編碼轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)B.譯碼器的輸出通常是低電平有效，即輸出為低電平時(shí)表示有效C.譯碼器可以用于驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示數(shù)字D.譯碼器的輸入位數(shù)決定了其輸出信號(hào)的數(shù)量19、若要設(shè)計(jì)一個(gè)能對(duì)輸入的3位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行排序的電路，最少需要幾個(gè)比較器？（）A.2B.3C.4D.520、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（FPGA）是一種大規(guī)模的可編程邏輯器件。關(guān)于FPGA的結(jié)構(gòu)，以下說法不正確的是（）A.FPGA由可編程邏輯塊、輸入輸出塊和互連資源組成B.可編程邏輯塊是FPGA的基本邏輯單元C.FPGA的布線資源是固定的，不能重新配置D.FPGA可以通過硬件描述語言進(jìn)行編程21、在數(shù)字系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)選擇器和數(shù)據(jù)分配器是常用的邏輯部件。以下關(guān)于數(shù)據(jù)選擇器和數(shù)據(jù)分配器的描述，正確的是（）A.數(shù)據(jù)選擇器根據(jù)控制信號(hào)從多個(gè)輸入數(shù)據(jù)中選擇一個(gè)輸出B.數(shù)據(jù)分配器將輸入數(shù)據(jù)分配到多個(gè)輸出通道上，其控制信號(hào)決定分配的方式C.數(shù)據(jù)選擇器和數(shù)據(jù)分配器的功能是相反的，不能相互轉(zhuǎn)換D.數(shù)據(jù)選擇器和數(shù)據(jù)分配器的輸入和輸出數(shù)量是固定的，不能改變22、對(duì)于一個(gè)由多個(gè)計(jì)數(shù)器級(jí)聯(lián)組成的大計(jì)數(shù)器，其計(jì)數(shù)范圍是各個(gè)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)范圍的什么？（）A.乘積B.和C.差D.以上都不對(duì)23、數(shù)字邏輯中，組合邏輯電路的輸出僅取決于當(dāng)前的輸入，那么在一個(gè)由多個(gè)邏輯門組成的組合邏輯電路中，如何判斷其功能是否正確？（）A.通過輸入不同的組合，觀察輸出是否符合預(yù)期B.檢查邏輯門的類型是否正確C.不確定D.根據(jù)電路的復(fù)雜程度判斷24、假設(shè)正在研究數(shù)字電路的可靠性問題。隨著電路的老化和環(huán)境的變化，電路可能會(huì)出現(xiàn)故障。為了提高電路的可靠性，以下哪種方法是有效的？（）A.采用冗余設(shè)計(jì)，增加備份組件B.定期對(duì)電路進(jìn)行維護(hù)和檢測(cè)C.優(yōu)化電路的工作環(huán)境，減少外界干擾D.以上方法都可以提高數(shù)字電路的可靠性25、假設(shè)正在設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)，其中需要一個(gè)計(jì)數(shù)器能夠從0計(jì)數(shù)到15，然后重新從0開始計(jì)數(shù)。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能，以下哪種計(jì)數(shù)器類型可能是最合適的選擇？（）A.異步計(jì)數(shù)器，結(jié)構(gòu)簡單但速度較慢B.同步計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)速度快且穩(wěn)定性好C.環(huán)形計(jì)數(shù)器，每個(gè)狀態(tài)只有一位為1D.扭環(huán)形計(jì)數(shù)器，狀態(tài)轉(zhuǎn)換具有特定規(guī)律二、簡答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）深入解釋在編碼器的編碼安全性考慮中，如何防止編碼被非法獲取或篡改。2、（本題5分）解釋什么是同步時(shí)序電路和異步時(shí)序電路，它們的特點(diǎn)和區(qū)別是什么。3、（本題5分）深入解釋在編碼器的編碼可靠性評(píng)估中，使用的指標(biāo)和測(cè)試方法。4、（本題5分）深入分析在數(shù)字邏輯電路的故障注入測(cè)試中，注入故障的類型和方法以及測(cè)試結(jié)果分析。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)計(jì)數(shù)器，能夠?qū)崿F(xiàn)從0到2047的計(jì)數(shù)，并在特定狀態(tài)下進(jìn)行減3操作。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)全加器，能夠進(jìn)行三個(gè)128位二進(jìn)制數(shù)的加法運(yùn)算，并輸出結(jié)果和進(jìn)位的復(fù)雜表示。3、（本題5分）用觸發(fā)器和邏輯門設(shè)計(jì)一個(gè)能夠?qū)斎氲拇袛?shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和移位的電路，要求具有同步控制功能。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，能夠?qū)斎氲?3位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行循環(huán)左移3位的操作，輸出移位后的13位二進(jìn)制數(shù)，畫出邏輯電路圖。5、（本題5分）使用T觸發(fā)器設(shè)計(jì)一個(gè)同步時(shí)序邏輯電路，實(shí)現(xiàn)一個(gè)模9的約翰遜計(jì)數(shù)器，畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和電路原理圖。四、分析題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字邏輯電路，實(shí)現(xiàn)一個(gè)4位的數(shù)值比較器，能夠判斷兩個(gè)輸入數(shù)是否相等、大于或小于。詳細(xì)描述比較器的邏輯功能和實(shí)現(xiàn)方法，通過真值表和邏輯表達(dá)式進(jìn)行驗(yàn)證，并畫出邏輯電路圖。思考該比較器