自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁杭州電子科技大學(xué)信息工程學(xué)院《數(shù)字邏輯基礎(chǔ)》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)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(gè)小題，每小題1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)字邏輯的應(yīng)用領(lǐng)域中，計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)系統(tǒng)是一個(gè)重要的方面。以下關(guān)于數(shù)字邏輯在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)系統(tǒng)中的應(yīng)用，不正確的是（）A.數(shù)字邏輯用于實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)單元的讀寫控制和地址譯碼B.存儲(chǔ)芯片內(nèi)部的電路設(shè)計(jì)大量運(yùn)用了數(shù)字邏輯技術(shù)C.數(shù)字邏輯在提高存儲(chǔ)系統(tǒng)的速度和容量方面沒有作用D.不同類型的存儲(chǔ)器，如RAM和ROM，其內(nèi)部的數(shù)字邏輯實(shí)現(xiàn)方式有所不同2、在復(fù)雜的數(shù)字系統(tǒng)中，常常采用層次化設(shè)計(jì)方法。以下關(guān)于層次化設(shè)計(jì)的描述，正確的是（）A.層次化設(shè)計(jì)將系統(tǒng)劃分為多個(gè)層次，每個(gè)層次完成特定的功能B.層次化設(shè)計(jì)可以提高系統(tǒng)的設(shè)計(jì)效率和可維護(hù)性C.不同層次之間通過明確的接口進(jìn)行通信和交互D.層次化設(shè)計(jì)是一種自頂向下的設(shè)計(jì)方法，不支持自底向上的設(shè)計(jì)過程3、一個(gè)8位的D/A轉(zhuǎn)換器，若其滿量程輸出電壓為5V，當(dāng)輸入數(shù)字量為10000000時(shí)，輸出電壓為：（）A.0.5VB.1.25VC.2.5VD.5V4、對于一個(gè)異步時(shí)序邏輯電路，若輸入信號同時(shí)發(fā)生變化，可能會(huì)導(dǎo)致？（）A.狀態(tài)不確定B.輸出錯(cuò)誤C.電路損壞D.以上都有可能5、考慮一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)，需要存儲(chǔ)一組8位的數(shù)據(jù)。如果要實(shí)現(xiàn)這個(gè)存儲(chǔ)功能，并且能夠隨時(shí)讀取和寫入數(shù)據(jù)，以下哪種存儲(chǔ)器件是最合適的選擇？（）A.觸發(fā)器，能夠存儲(chǔ)一位數(shù)據(jù)B.寄存器，由多個(gè)觸發(fā)器組成，可以存儲(chǔ)多位數(shù)據(jù)C.計(jì)數(shù)器，用于計(jì)數(shù)操作，也能存儲(chǔ)數(shù)據(jù)D.移位寄存器，主要用于數(shù)據(jù)的移位操作6、在數(shù)字邏輯的同步時(shí)序電路中，時(shí)鐘信號起到同步作用。假設(shè)一個(gè)同步時(shí)序電路的時(shí)鐘頻率過高，可能會(huì)導(dǎo)致以下哪種問題（）A.電路性能提高B.功耗降低C.時(shí)序混亂D.以上都不是問題7、在數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)中，若要實(shí)現(xiàn)一個(gè)能檢測輸入的4位二進(jìn)制數(shù)中是否有奇數(shù)個(gè)1的電路，最少需要使用幾個(gè)異或門？（）A.1B.2C.3D.48、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？（）A.需要一個(gè)控制信號來選擇加法或減法計(jì)數(shù)B.需要兩個(gè)控制信號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9、對于數(shù)字邏輯中的ROM（只讀存儲(chǔ)器），假設(shè)需要存儲(chǔ)一個(gè)固定的查找表。以下哪種ROM類型在成本和性能上能夠達(dá)到較好的平衡？（）A.掩膜ROMB.PROMC.EPROMD.EEPROM10、在數(shù)字邏輯中，競爭冒險(xiǎn)是一種可能出現(xiàn)的現(xiàn)象，會(huì)導(dǎo)致電路輸出出現(xiàn)不正確的尖峰脈沖。以下關(guān)于競爭冒險(xiǎn)的描述，錯(cuò)誤的是（）A.競爭冒險(xiǎn)通常發(fā)生在組合邏輯電路中，由于信號傳輸延遲不一致導(dǎo)致B.可以通過增加冗余項(xiàng)、引入選通脈沖等方法消除競爭冒險(xiǎn)C.競爭冒險(xiǎn)只會(huì)影響電路的輸出信號，不會(huì)對整個(gè)系統(tǒng)的功能造成嚴(yán)重影響D.所有的數(shù)字邏輯電路都存在競爭冒險(xiǎn)現(xiàn)象，無法完全避免11、考慮一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)選擇器，它需要根據(jù)控制信號從多個(gè)輸入數(shù)據(jù)中選擇一個(gè)輸出。假設(shè)有4個(gè)輸入數(shù)據(jù)和2位的控制信號，以下哪種數(shù)據(jù)選擇器能夠?qū)崿F(xiàn)這個(gè)功能？（）A.4選1數(shù)據(jù)選擇器B.8選1數(shù)據(jù)選擇器C.16選1數(shù)據(jù)選擇器D.無法通過現(xiàn)有的數(shù)據(jù)選擇器實(shí)現(xiàn)，需要自行設(shè)計(jì)12、在數(shù)字系統(tǒng)中，存儲(chǔ)器是用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和程序的重要部件。以下關(guān)于只讀存儲(chǔ)器（ROM）特點(diǎn)的描述中，錯(cuò)誤的是（）A.存儲(chǔ)的內(nèi)容在斷電后不會(huì)丟失B.只能讀取數(shù)據(jù)，不能寫入數(shù)據(jù)C.可以通過編程改變存儲(chǔ)的內(nèi)容D.常用于存儲(chǔ)固定不變的程序和數(shù)據(jù)13、計(jì)數(shù)器不僅可以進(jìn)行加法計(jì)數(shù)，還可以進(jìn)行減法計(jì)數(shù)或者可逆計(jì)數(shù)。在一個(gè)可逆計(jì)數(shù)器中，可以通過控制信號來決定計(jì)數(shù)的方向。當(dāng)控制信號為1時(shí)進(jìn)行加法計(jì)數(shù)，為0時(shí)進(jìn)行減法計(jì)數(shù)。假設(shè)初始值為5，控制信號先為1計(jì)數(shù)3次，再為0計(jì)數(shù)2次，計(jì)數(shù)器的最終值為：（）A.6B.7C.8D.914、編碼器的功能是將輸入的信號轉(zhuǎn)換為特定的編碼輸出。以下關(guān)于編碼器的描述，不正確的是（）A.普通編碼器在多個(gè)輸入同時(shí)有效時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤輸出B.優(yōu)先編碼器會(huì)對優(yōu)先級高的輸入進(jìn)行編碼輸出C.編碼器可以將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制編碼D.編碼器的輸入數(shù)量和輸出編碼的位數(shù)是固定的15、對于一個(gè)由多個(gè)與非門組成的電路，若輸入信號發(fā)生變化，輸出信號的變化會(huì)有延遲，這種延遲主要由什么因素引起？（）A.門的級數(shù)B.電源電壓C.環(huán)境溫度D.以上都是16、在數(shù)字電路中，異步時(shí)序電路與同步時(shí)序電路有明顯的區(qū)別。以下關(guān)于異步時(shí)序電路特點(diǎn)的描述中，錯(cuò)誤的是（）A.沒有統(tǒng)一的時(shí)鐘信號B.速度通常比同步時(shí)序電路快C.容易產(chǎn)生競爭冒險(xiǎn)現(xiàn)象D.設(shè)計(jì)和分析比同步時(shí)序電路簡單17、在數(shù)字邏輯電路的化簡過程中，假設(shè)給定一個(gè)復(fù)雜的布爾表達(dá)式，需要通過邏輯定律和方法將其化簡為最簡形式?；喌哪康氖菧p少邏輯門的數(shù)量，提高電路的性能和成本效益。以下哪種化簡方法在處理復(fù)雜表達(dá)式時(shí)通常最為高效？（）A.卡諾圖法B.公式法C.真值表法D.圖形法18、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.FlashMemory19、考慮一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)中的編碼器，它需要將8個(gè)輸入信號編碼為3位的二進(jìn)制代碼輸出。以下哪種編碼器能夠滿足這個(gè)要求，并且具有較高的編碼效率？（）A.普通編碼器，任何時(shí)刻只允許一個(gè)輸入有效B.優(yōu)先編碼器，允許同時(shí)多個(gè)輸入，但優(yōu)先編碼優(yōu)先級高的C.二進(jìn)制編碼器，直接將輸入轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制D.十進(jìn)制編碼器，將十進(jìn)制輸入編碼為二進(jìn)制20、對于數(shù)字邏輯中的可編程邏輯器件（PLD），假設(shè)需要實(shí)現(xiàn)一個(gè)復(fù)雜的數(shù)字邏輯功能。以下哪種PLD類型在靈活性和集成度方面具有優(yōu)勢？（）A.PALB.GALC.CPLDD.FPGA21、當(dāng)研究數(shù)字邏輯中的時(shí)序邏輯電路時(shí)，假設(shè)一個(gè)電路需要根據(jù)輸入信號的歷史狀態(tài)和當(dāng)前輸入來確定輸出。以下哪種電路類型最適合實(shí)現(xiàn)這種功能？（）A.計(jì)數(shù)器B.寄存器C.移位寄存器D.狀態(tài)機(jī)22、在數(shù)字系統(tǒng)中，能夠根據(jù)地址選擇信號將輸入數(shù)據(jù)分配到不同輸出端的電路是？（）A.編碼器B.譯碼器C.數(shù)據(jù)分配器D.數(shù)據(jù)選擇器23、加法器是數(shù)字電路中進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算的重要部件。以下關(guān)于加法器的描述，不正確的是（）A.半加器不考慮低位的進(jìn)位B.全加器考慮低位的進(jìn)位C.串行加法器的運(yùn)算速度比并行加法器快D.可以通過多個(gè)全加器級聯(lián)構(gòu)成多位加法器24、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.觀察是否有對稱的1格D.以上都不對25、對于一個(gè)由與非門構(gòu)成的鎖存器，當(dāng)輸入使能信號為低電平時(shí)，鎖存器的狀態(tài)會(huì)怎樣？（）A.保持不變B.隨機(jī)變化C.置0D.置126、在數(shù)字邏輯中，數(shù)據(jù)選擇器和數(shù)據(jù)分配器是常用的組件。假如有一個(gè)4選1的數(shù)據(jù)選擇器，有4個(gè)輸入數(shù)據(jù)和2位選擇控制信號。那么，這個(gè)數(shù)據(jù)選擇器能夠?qū)崿F(xiàn)的邏輯功能相當(dāng)于哪種基本邏輯門？（）A.與門B.或門C.與非門D.無法等效為常見的基本邏輯門27、數(shù)字邏輯中的加法器可以進(jìn)行多位二進(jìn)制數(shù)的相加。一個(gè)16位二進(jìn)制加法器，當(dāng)兩個(gè)輸入都為最大的16位二進(jìn)制數(shù)時(shí)，輸出結(jié)果會(huì)產(chǎn)生幾個(gè)進(jìn)位？（）A.一個(gè)進(jìn)位B.兩個(gè)進(jìn)位C.不確定D.根據(jù)加法器的類型判斷28、在數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)中，卡諾圖是一種用于化簡邏輯函數(shù)的工具。對于一個(gè)四變量的邏輯函數(shù)，如何使用卡諾圖進(jìn)行化簡？（）A.將邏輯函數(shù)表示為卡諾圖中的方格，通過合并相鄰的方格化簡邏輯函數(shù)B.將邏輯函數(shù)表示為卡諾圖中的線條，通過連接線條化簡邏輯函數(shù)C.不確定D.卡諾圖不能用于四變量邏輯函數(shù)的化簡29、編碼器是一種將輸入信號轉(zhuǎn)換為編碼輸出的組合邏輯電路。以下關(guān)于編碼器的說法，錯(cuò)誤的是（）A.普通編碼器在多個(gè)輸入同時(shí)有效時(shí)，可能會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤的輸出B.優(yōu)先編碼器可以解決普通編碼器的輸入沖突問題C.編碼器可以將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制編碼D.編碼器的輸出位數(shù)總是與輸入信號的數(shù)量相同30、在數(shù)字邏輯中，可編程邏輯器件（PLD）為電路設(shè)計(jì)提供了靈活性。以下關(guān)于PLD的描述中，錯(cuò)誤的是（）A.PLA由與陣列和或陣列組成，可以實(shí)現(xiàn)任意組合邏輯函數(shù)B.PAL的或陣列是固定的，與陣列是可編程的C.GAL具有可重復(fù)編程和加密的特點(diǎn)D.CPLD的集成度比FPGA高二、分析題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，能夠?qū)斎氲囊纛l信號進(jìn)行濾波和降噪處理。分析音頻濾波和降噪的算法和實(shí)現(xiàn)方法，如低通濾波、高通濾波和自適應(yīng)濾波等，以及如何根據(jù)音頻信號的特點(diǎn)選擇合適的濾波器類型和參數(shù)。2、（本題5分）給定一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)的時(shí)序約束條件，分析電路設(shè)計(jì)是否滿足這些約束。探討如何通過調(diào)整邏輯門的延遲、布線長度和時(shí)鐘頻率等因素來滿足時(shí)序要求，確保系統(tǒng)的正確工作。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)同步時(shí)序電路，用于實(shí)現(xiàn)一個(gè)有限脈沖響應(yīng)（FIR）濾波器。分析濾波器的系數(shù)計(jì)算和電路實(shí)現(xiàn)，考慮如何在數(shù)字電路中高效地完成乘法和累加操作，以及如何保證濾波器的穩(wěn)定性和性能。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，能夠?qū)崿F(xiàn)一個(gè)16位的除法器。深入分析除法運(yùn)算的邏輯和步驟，如試商法、移位相減法等。說明電路中如何實(shí)現(xiàn)商和余數(shù)的計(jì)算和輸出，以及如何處理除數(shù)為0的情況。5、（本題5分）用數(shù)字邏輯實(shí)現(xiàn)一個(gè)數(shù)據(jù)選擇器，能夠從多個(gè)輸入數(shù)據(jù)中根據(jù)控制信號選擇一個(gè)輸出。詳細(xì)分析數(shù)據(jù)選擇器的邏輯表達(dá)式、電路結(jié)構(gòu)和工作特性，研究如何通過級聯(lián)多個(gè)數(shù)據(jù)選擇器來實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的數(shù)據(jù)選擇功能。三、簡答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（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)有限脈沖響應(yīng)（FIR）濾波器，分析其結(jié)構(gòu)和性能特點(diǎn)。2、（本題5分）說明在數(shù)字系統(tǒng)中如何進(jìn)行數(shù)字信號的加密和解密，保障數(shù)據(jù)安全。3、（本題5分）詳細(xì)說明在