學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁貴州建設職業(yè)技術學院《有限元法基礎》

2023-2024學年第二學期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共25個小題，每小題1分，共25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、若一個T觸發(fā)器的輸入為高電平，在時鐘脈沖的作用下，其輸出狀態(tài)會怎樣變化？（）A.保持不變B.翻轉(zhuǎn)C.置1D.置02、在數(shù)字邏輯中，復雜可編程邏輯器件（CPLD）和現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）是兩種常見的可編程器件。以下關于CPLD和FPGA區(qū)別的描述中，不正確的是（）A.CPLD基于乘積項結(jié)構，F(xiàn)PGA基于查找表結(jié)構B.FPGA的邏輯資源比CPLD豐富C.CPLD的編程速度比FPGA快D.CPLD適合實現(xiàn)復雜的組合邏輯，F(xiàn)PGA適合實現(xiàn)時序邏輯3、假設正在設計一個數(shù)字電路，用于實現(xiàn)一個簡單的有限狀態(tài)機（FSM）。如果狀態(tài)數(shù)量較少，并且狀態(tài)轉(zhuǎn)換關系明確，以下哪種方法描述FSM是最直觀和易于理解的？（）A.狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖B.狀態(tài)轉(zhuǎn)換表C.用硬件描述語言編寫代碼D.以上方法的直觀性和易理解性相同4、在數(shù)字電路的觸發(fā)器設計中，假設需要一個能夠在時鐘上升沿觸發(fā)并且具有異步置位和復位功能的觸發(fā)器。以下哪種觸發(fā)器符合這些要求？（）A.D觸發(fā)器B.JK觸發(fā)器C.T觸發(fā)器D.SR觸發(fā)器5、數(shù)字邏輯中的加法器可以進行多位二進制數(shù)的相加。一個16位二進制加法器，當兩個輸入都為最大的16位二進制數(shù)時，輸出結(jié)果會產(chǎn)生幾個進位？（）A.一個進位B.兩個進位C.不確定D.根據(jù)加法器的類型判斷6、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。以下關于硬件描述語言的描述中，錯誤的是（）A.VHDL和Verilog是兩種常見的硬件描述語言B.硬件描述語言可以進行邏輯仿真和綜合C.硬件描述語言的描述與具體的硬件實現(xiàn)無關D.硬件描述語言只能用于設計簡單的數(shù)字電路7、對于一個用邏輯門實現(xiàn)的加法器，若要提高其運算速度，可以采取什么措施？（）A.減少門的級數(shù)B.增加門的級數(shù)C.提高電源電壓D.降低電源電壓8、在數(shù)字邏輯的時序邏輯電路設計中，狀態(tài)圖是一種重要的設計工具。假設要設計一個自動售貨機的控制電路，使用狀態(tài)圖可以清晰地描述電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換和輸出。以下關于狀態(tài)圖的作用和繪制方法，哪個說法是正確的（）A.狀態(tài)圖只能表示有限個狀態(tài)B.狀態(tài)圖不能反映輸出的變化C.繪制狀態(tài)圖不需要考慮輸入條件D.狀態(tài)圖可以幫助設計人員直觀理解電路的行為9、對于一個3位的環(huán)形計數(shù)器，初始狀態(tài)為100，經(jīng)過3個時鐘脈沖后，計數(shù)器的狀態(tài)將變?yōu)椋海ǎ〢.001B.010C.100D.11110、在數(shù)字系統(tǒng)中，異步復位和同步復位是兩種常見的復位方式。異步復位不受時鐘信號的控制，而同步復位在時鐘信號的有效沿進行復位操作。以下關于異步復位和同步復位的比較，正確的是：（）A.異步復位的可靠性高于同步復位B.同步復位更容易產(chǎn)生毛刺C.異步復位可能會導致亞穩(wěn)態(tài)D.同步復位的設計更簡單11、假設要實現(xiàn)一個數(shù)字電路，能夠?qū)⑤斎氲?位二進制數(shù)乘以2。在不使用乘法器芯片的情況下，以下哪種方法可能是可行的？（）A.將二進制數(shù)左移一位，低位補0B.通過加法運算實現(xiàn)乘法，需要多次加法操作C.使用邏輯門構建乘法運算電路，復雜且效率低D.無法通過簡單的邏輯操作實現(xiàn)乘以2的功能12、在數(shù)字邏輯電路的可靠性設計中，假設一個電路需要在惡劣的環(huán)境條件下長時間穩(wěn)定運行，例如高溫、高濕度和強電磁干擾。為了提高電路的可靠性和容錯能力，以下哪種技術或方法是經(jīng)常采用的？（）A.冗余設計B.電磁屏蔽C.散熱優(yōu)化D.以上都是13、在數(shù)字系統(tǒng)中，存儲器是用于存儲數(shù)據(jù)和程序的重要部件。以下關于只讀存儲器（ROM）特點的描述中，錯誤的是（）A.存儲的內(nèi)容在斷電后不會丟失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的內(nèi)容D.常用于存儲固定不變的程序和數(shù)據(jù)14、用3線-8線譯碼器和與非門實現(xiàn)邏輯函數(shù)F=A'B'C+ABC'，需要幾片譯碼器？（）A.1B.2C.3D.415、在數(shù)字系統(tǒng)中，若要將一個8位的二進制補碼表示的數(shù)轉(zhuǎn)換為原碼，以下哪個步驟是正確的？（）A.先取反，再加1B.直接取反C.先減1，再取反D.以上都不對16、假設要設計一個數(shù)字電路來實現(xiàn)一個乘法器，能夠?qū)蓚€4位二進制數(shù)相乘。以下哪種乘法算法的實現(xiàn)可能是最有效的？（）A.移位相加乘法算法，通過多次移位和加法實現(xiàn)乘法B.陣列乘法器，使用大量的與門和加法器實現(xiàn)并行乘法C.查找表乘法器，預先計算并存儲乘法結(jié)果，通過查找表獲取D.以上乘法算法的效率相同，可以任意選擇17、已知一個數(shù)字系統(tǒng)采用8位二進制補碼表示整數(shù)，那么其能表示的數(shù)值范圍是多少？（）A.-128到127B.-255到255C.-256到255D.0到25518、在數(shù)字邏輯中，乘法器是實現(xiàn)乘法運算的重要電路。以下關于乘法器實現(xiàn)方法的描述中，不正確的是（）A.可以使用移位相加的方法B.可以通過硬件電路直接實現(xiàn)C.乘法器的速度與位數(shù)成正比D.可以使用陣列乘法器提高速度19、在數(shù)字邏輯中，可編程邏輯器件（PLD）如CPLD和FPGA為數(shù)字系統(tǒng)的設計提供了很大的靈活性。CPLD采用的是基于乘積項的結(jié)構，而FPGA采用的是基于查找表的結(jié)構。以下關于CPLD和FPGA的比較，正確的是：（）A.CPLD的集成度高于FPGAB.FPGA的編程靈活性高于CPLDC.CPLD的速度比FPGA快D.FPGA的功耗比CPLD低20、在數(shù)字邏輯電路中，信號的傳輸會存在延遲，這會對電路的性能產(chǎn)生影響。以下關于信號傳輸延遲的描述，不正確的是（）A.信號傳輸延遲包括門延遲和布線延遲B.門延遲是由于邏輯門的內(nèi)部結(jié)構導致的，通常是固定的C.布線延遲與電路的布局和連線長度有關，可以通過優(yōu)化布線來減小D.信號傳輸延遲對數(shù)字電路的影響可以忽略不計，不需要在設計中考慮21、已知一個邏輯函數(shù)的真值表，用最小項之和的形式表示該函數(shù)，其中最小項的個數(shù)取決于？（）A.輸入變量的個數(shù)B.輸出變量的個數(shù)C.函數(shù)的復雜程度D.以上都不是22、想象一個數(shù)字系統(tǒng)中，需要存儲大量的數(shù)據(jù)，并且要求能夠快速讀取和寫入。以下哪種存儲器件可能是最適合的？（）A.SRAM（靜態(tài)隨機存儲器），速度快但集成度低、成本高B.DRAM（動態(tài)隨機存儲器），需要定時刷新，但集成度高、成本低C.ROM（只讀存儲器），只能讀取預先存儲的數(shù)據(jù)，無法寫入D.閃存（FlashMemory），讀寫速度較慢，適合大容量存儲23、在數(shù)字邏輯中，可編程邏輯器件（PLD）為數(shù)字電路的設計提供了很大的靈活性。以下關于PLD的描述中，不正確的是（）A.可以通過編程實現(xiàn)不同的邏輯功能B.包括可編程陣列邏輯（PAL）和通用陣列邏輯（GAL）等C.編程后不能再修改D.適用于小批量、快速開發(fā)的數(shù)字電路設計24、對于一個16進制計數(shù)器，要實現(xiàn)從0計數(shù)到F，需要多少個時鐘脈沖？（）A.15B.16C.31D.3225、在數(shù)字邏輯中，競爭冒險現(xiàn)象是需要關注的問題。以下關于競爭冒險的產(chǎn)生原因，描述不正確的是（）A.由于信號傳輸延遲導致輸入信號到達邏輯門的時間不同B.邏輯門的傳輸延遲是競爭冒險產(chǎn)生的主要原因C.當多個輸入信號同時變化時容易產(chǎn)生競爭冒險D.只要邏輯電路設計合理，就一定不會出現(xiàn)競爭冒險現(xiàn)象二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）解釋在數(shù)字系統(tǒng)中什么是流水線冒險，以及如何解決流水線冒險問題。2、（本題5分）解釋數(shù)字邏輯中卡諾圖的作用和使用方法，通過一個具體的邏輯函數(shù)化簡問題來說明卡諾圖的優(yōu)勢和步驟。3、（本題5分）在數(shù)字電路設計中，說明如何根據(jù)給定的時序要求，設計一個具有特定時鐘周期和建立保持時間的時序邏輯電路。4、（本題5分）闡述數(shù)字邏輯中時序邏輯電路的狀態(tài)圖繪制方法和狀態(tài)分配原則，通過實際例子說明如何根據(jù)功能要求繪制準確的狀態(tài)圖。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）用JK觸發(fā)器設計一個能實現(xiàn)狀態(tài)循環(huán)轉(zhuǎn)移的電路，給出狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖和邏輯圖。2、（本題5分）設計一個能將余3碼轉(zhuǎn)換為8421BCD碼的轉(zhuǎn)換電路，畫出邏輯圖和轉(zhuǎn)換步驟。3、（本題5分）設計一個全加器，能夠進行兩個64位二進制數(shù)的加法運算，并輸出結(jié)果和進位。4、（本題5分）設計一個組合邏輯電路，實現(xiàn)兩個3位二進制數(shù)的大小比較，輸出結(jié)果為1表示前者大于后者，0表示否則，畫出邏輯圖。5、（本題5分）用JK觸發(fā)器設計一個模6的異步計數(shù)器，畫出邏輯圖和狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。四、分析題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）使用計數(shù)器和邏輯門構建一個數(shù)字頻率計，能夠測量輸入信號的頻率。分析頻率測量的原理和電路實現(xiàn)，包括計數(shù)時間的選擇和精