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，共3頁河北外國語學(xué)院

《數(shù)值計(jì)算與語言》2023-2024學(xué)年第一學(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、對(duì)于一個(gè)由與門和或門組成的組合邏輯電路，若輸入信號(hào)發(fā)生變化，輸出信號(hào)的變化是否存在延遲？（）A.是B.否C.不確定D.取決于電路結(jié)構(gòu)2、假設(shè)要對(duì)一個(gè)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行編碼，以提高其抗干擾能力和傳輸效率。以下哪種編碼方式在這方面表現(xiàn)較為出色？（）A.不歸零編碼（NRZ）B.曼徹斯特編碼C.差分曼徹斯特編碼D.以上編碼方式的抗干擾能力和傳輸效率相同3、在數(shù)字邏輯電路中，對(duì)于一個(gè)4位的二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，從初始狀態(tài)0000開始計(jì)數(shù)，經(jīng)過15個(gè)時(shí)鐘脈沖后，計(jì)數(shù)器的狀態(tài)將變?yōu)椋海ǎ〢.0000B.1111C.1000D.01114、組合邏輯電路的輸出僅取決于當(dāng)前的輸入。以下關(guān)于組合邏輯電路的描述，錯(cuò)誤的是（）A.加法器、編碼器和譯碼器都屬于組合邏輯電路B.組合邏輯電路不存在反饋回路C.組合邏輯電路的輸出會(huì)隨著輸入的變化立即改變D.組合邏輯電路的設(shè)計(jì)不需要考慮時(shí)序問題5、在數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，需要考慮功耗、速度、面積等多個(gè)因素。降低功耗是一個(gè)重要的設(shè)計(jì)目標(biāo)。以下哪種方法不能有效地降低數(shù)字電路的功耗：（）A.降低工作電壓B.減少晶體管的數(shù)量C.提高時(shí)鐘頻率D.采用低功耗的邏輯門6、在數(shù)字邏輯中，異步時(shí)序電路的同步方式與同步時(shí)序電路不同。以下關(guān)于異步時(shí)序電路的描述中，錯(cuò)誤的是（）A.異步時(shí)序電路中，各觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)不同步B.異步時(shí)序電路的速度比同步時(shí)序電路快C.異步時(shí)序電路的設(shè)計(jì)和分析比較復(fù)雜D.異步時(shí)序電路中可能會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定的狀態(tài)7、若一個(gè)D/A轉(zhuǎn)換器的分辨率為0.01V，滿量程輸出為10V，則其輸入數(shù)字量的位數(shù)至少為：（）A.8位B.10位C.12位D.16位8、譯碼器是數(shù)字電路中的另一種重要組合邏輯器件。以下關(guān)于譯碼器工作原理的描述中，不正確的是（）A.將輸入的二進(jìn)制代碼轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)B.輸入的代碼位數(shù)決定了輸出信號(hào)的數(shù)量C.譯碼器的輸出通常是高電平有效D.譯碼器可以實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)9、對(duì)于一個(gè)3位的環(huán)形計(jì)數(shù)器，初始狀態(tài)為100，經(jīng)過3個(gè)時(shí)鐘脈沖后，計(jì)數(shù)器的狀態(tài)將變?yōu)椋海ǎ〢.001B.010C.100D.11110、對(duì)于一個(gè)3位的二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器，從初始狀態(tài)111開始計(jì)數(shù)，經(jīng)過5個(gè)時(shí)鐘脈沖后，計(jì)數(shù)器的狀態(tài)為：（）A.101B.100C.011D.01011、在數(shù)字邏輯中，乘法運(yùn)算可以通過移位和加法來實(shí)現(xiàn)。以下關(guān)于乘法運(yùn)算的描述，錯(cuò)誤的是（）A.可以使用移位寄存器和加法器來構(gòu)建乘法器B.乘法運(yùn)算的速度取決于移位和加法的操作次數(shù)C.并行乘法器比串行乘法器的運(yùn)算速度快，但硬件復(fù)雜度高D.數(shù)字邏輯中的乘法運(yùn)算與數(shù)學(xué)中的乘法運(yùn)算完全相同，沒有任何區(qū)別12、在數(shù)字邏輯電路中，數(shù)據(jù)選擇器可以根據(jù)控制信號(hào)選擇不同的輸入數(shù)據(jù)作為輸出。一個(gè)4選1數(shù)據(jù)選擇器，當(dāng)控制信號(hào)為特定值時(shí)，如何確定輸出是哪個(gè)輸入數(shù)據(jù)？（）A.根據(jù)控制信號(hào)的二進(jìn)制值確定輸出B.根據(jù)輸入數(shù)據(jù)的大小確定輸出C.不確定D.根據(jù)其他因素判斷13、數(shù)字邏輯中的觸發(fā)器有多種類型，如D觸發(fā)器、JK觸發(fā)器等。假設(shè)一個(gè)D觸發(fā)器，在時(shí)鐘上升沿時(shí)，將輸入D的值傳遞到輸出Q。如果當(dāng)前時(shí)鐘周期內(nèi)，D從0變?yōu)?，時(shí)鐘上升沿到來，那么Q的值會(huì)變成多少？（）A.0B.1C.保持原來的值不變D.不確定14、數(shù)字邏輯中的加法器可以分為半加器和全加器。半加器和全加器的主要區(qū)別是什么？（）A.半加器不考慮進(jìn)位輸入，全加器考慮進(jìn)位輸入B.半加器的運(yùn)算速度快，全加器的運(yùn)算速度慢C.不確定D.半加器和全加器沒有區(qū)別15、在數(shù)字電路中，對(duì)于一個(gè)8位的二進(jìn)制補(bǔ)碼表示的帶符號(hào)數(shù)，其能表示的數(shù)值范圍是？（）A.-128到127B.-255到255C.-256到255D.0到25516、對(duì)于一個(gè)由JK觸發(fā)器構(gòu)成的計(jì)數(shù)器，若要實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)范圍為0-7的循環(huán)計(jì)數(shù)，J和K的輸入應(yīng)該如何設(shè)置？（）A.特定的邏輯組合B.隨機(jī)設(shè)置C.保持不變D.以上都不對(duì)17、在數(shù)字系統(tǒng)中，模/數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）和數(shù)/模轉(zhuǎn)換器（DAC）起著重要的作用。以下關(guān)于ADC轉(zhuǎn)換精度的描述中，錯(cuò)誤的是（）A.轉(zhuǎn)換精度取決于ADC的位數(shù)B.位數(shù)越多，轉(zhuǎn)換精度越高C.轉(zhuǎn)換精度與輸入信號(hào)的頻率無關(guān)D.轉(zhuǎn)換精度與參考電壓的穩(wěn)定性有關(guān)18、已知一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)的電源電壓為5V，一個(gè)邏輯門的輸出低電平最大為0.8V，那么這個(gè)低電平是否符合標(biāo)準(zhǔn)的邏輯低電平？（）A.符合B.不符合C.無法確定D.以上都不對(duì)19、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20、在數(shù)字電路的分析和設(shè)計(jì)中，建立真值表是重要的步驟之一。以下關(guān)于真值表作用的描述中，錯(cuò)誤的是（）A.可以直觀地反映輸入和輸出之間的邏輯關(guān)系B.有助于化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)C.是設(shè)計(jì)數(shù)字電路的唯一依據(jù)D.可以驗(yàn)證邏輯電路的功能是否正確21、在數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，需要對(duì)電路的性能進(jìn)行評(píng)估和優(yōu)化。性能指標(biāo)包括延遲、功耗、面積等。為了降低延遲，可以采用流水線技術(shù)。以下關(guān)于流水線技術(shù)的描述，錯(cuò)誤的是：（）A.可以提高系統(tǒng)的吞吐量B.會(huì)增加系統(tǒng)的硬件復(fù)雜度C.每個(gè)階段的處理時(shí)間必須相同D.可以減少每個(gè)指令的執(zhí)行時(shí)間22、在數(shù)字邏輯的邏輯函數(shù)化簡(jiǎn)中，假設(shè)一個(gè)邏輯函數(shù)表達(dá)式較為復(fù)雜。以下哪種化簡(jiǎn)方法可以在保證邏輯功能不變的前提下，最大程度地減少邏輯門的數(shù)量（）A.公式法B.卡諾圖法C.奎因-麥克拉斯基法D.以上方法效果相同23、數(shù)字邏輯中的計(jì)數(shù)器可以按照不同的計(jì)數(shù)方式進(jìn)行計(jì)數(shù)。一個(gè)模10計(jì)數(shù)器，需要幾個(gè)觸發(fā)器來實(shí)現(xiàn)？（）A.四個(gè)B.五個(gè)C.不確定D.根據(jù)計(jì)數(shù)器的類型判斷24、在數(shù)字邏輯中，若要判斷一個(gè)數(shù)字電路是否存在競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)現(xiàn)象，可通過：（）A.觀察邏輯電路圖B.進(jìn)行功能仿真C.分析邏輯表達(dá)式D.以上都是25、在數(shù)字邏輯中，PLA（可編程邏輯陣列）是一種可編程的邏輯器件。假設(shè)一個(gè)PLA實(shí)現(xiàn)了一個(gè)邏輯函數(shù)，當(dāng)輸入發(fā)生變化時(shí)，以下哪個(gè)過程決定了輸出的變化？（）A.編程的連接方式B.輸入信號(hào)的強(qiáng)度C.輸出的負(fù)載情況D.以上都不是二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）詳細(xì)說明在多路選擇器的功耗分析中，影響功耗的因素和降低功耗的方法。2、（本題5分）詳細(xì)闡述在加法器的面積效率提升中，如何通過邏輯優(yōu)化減少芯片面積。3、（本題5分）詳細(xì)說明在多路選擇器的并行數(shù)據(jù)選擇應(yīng)用中，如何根據(jù)多個(gè)控制信號(hào)選擇不同的并行數(shù)據(jù)輸入。4、（本題5分）說明在數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)中如何進(jìn)行邏輯電路的面積優(yōu)化，減少芯片面積。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）用D觸發(fā)器設(shè)計(jì)一個(gè)能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和清除功能的電路，給出邏輯圖和操作說明。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)組合邏輯電路，判斷一個(gè)17位二進(jìn)制數(shù)是否為特定類型的質(zhì)數(shù)。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)能對(duì)輸入的兩個(gè)四位格雷碼進(jìn)行加法運(yùn)算的電路，使用邏輯門，畫出邏輯圖和運(yùn)算方法。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)全加器，能夠進(jìn)行兩個(gè)32位二進(jìn)制數(shù)的加法運(yùn)算，并輸出結(jié)果和進(jìn)位。5、（本題5分）利用計(jì)數(shù)器和數(shù)據(jù)選擇器設(shè)計(jì)一個(gè)能產(chǎn)生多種不同頻率脈沖信號(hào)的電路，畫出邏輯圖和說明工作原理。四、分析題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）利用數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字頻率計(jì)電路，能夠測(cè)量輸入信號(hào)的頻率。詳細(xì)闡述頻率測(cè)量的原理和實(shí)現(xiàn)方法，包括計(jì)數(shù)、定時(shí)和顯示邏輯，分析測(cè)量誤差的來源和減小誤差的措施。2、（本題10分）設(shè)計(jì)一個(gè)組合邏輯電路，