學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院《數(shù)字邏輯與設(shè)計》

2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個小題，每小題1分，共15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、在數(shù)字電路的設(shè)計中，使用硬件描述語言（HDL）可以提高效率和可讀性。以下關(guān)于HDL的描述，錯誤的是（）A.VHDL和Verilog是兩種常見的HDLB.HDL可以描述數(shù)字電路的結(jié)構(gòu)和行為C.HDL編寫的代碼可以直接被硬件執(zhí)行D.HDL便于進(jìn)行數(shù)字電路的仿真和驗證2、譯碼器是數(shù)字電路中的另一種重要器件。關(guān)于譯碼器的功能和應(yīng)用，以下說法錯誤的是（）A.譯碼器可以將輸入的編碼轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的輸出信號B.譯碼器常用于地址譯碼和指令譯碼C.二進(jìn)制譯碼器輸入的編碼位數(shù)和輸出的信號數(shù)量相同D.譯碼器只能對特定的編碼進(jìn)行譯碼，不能處理任意的輸入3、在數(shù)字邏輯中，若要將一個16進(jìn)制數(shù)0F轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)，結(jié)果是多少？（）A.1111B.0111C.1000D.11004、對于一個由多個D觸發(fā)器構(gòu)成的移位寄存器，若要實現(xiàn)串行輸入并行輸出，需要幾個時鐘脈沖？（）A.與觸發(fā)器個數(shù)相同B.觸發(fā)器個數(shù)的一半C.1D.不確定5、在數(shù)字電路中，能夠?qū)⑤斎氲母?、低電平編碼為二進(jìn)制代碼的電路是？（）A.優(yōu)先編碼器B.普通編碼器C.七段顯示譯碼器D.以上都不是6、在數(shù)字系統(tǒng)中，總線是用于傳輸數(shù)據(jù)和信息的重要通道。以下關(guān)于總線特點的描述中，錯誤的是（）A.可以連接多個設(shè)備B.總線的數(shù)據(jù)傳輸是并行的C.總線上的數(shù)據(jù)傳輸需要遵循特定的協(xié)議D.同一時刻只能有一個設(shè)備向總線發(fā)送數(shù)據(jù)7、對于一個采用上升沿觸發(fā)的D觸發(fā)器，若在時鐘上升沿到來之前，D輸入端的值發(fā)生變化，那么觸發(fā)器的輸出會受到影響嗎？（）A.會B.不會C.取決于變化的時間D.以上都不對8、在數(shù)字邏輯中，加法器是基本的運算電路。假設(shè)我們正在研究加法器的實現(xiàn)。以下關(guān)于加法器的描述，哪一項是不正確的？（）A.半加器可以實現(xiàn)兩個一位二進(jìn)制數(shù)的加法，不考慮進(jìn)位輸入B.全加器可以實現(xiàn)兩個一位二進(jìn)制數(shù)的加法，并考慮進(jìn)位輸入C.多位加法器可以通過級聯(lián)多個全加器來實現(xiàn)D.加法器的運算速度與位數(shù)無關(guān)，只取決于所用的邏輯門的速度9、在數(shù)字邏輯中，數(shù)字系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性是非常重要的。以下關(guān)于提高數(shù)字系統(tǒng)可靠性的方法，錯誤的是（）A.采用冗余技術(shù)，增加備份部件B.優(yōu)化電路設(shè)計，減少競爭冒險C.提高電源穩(wěn)定性，減少電源噪聲D.為了降低成本，可以使用質(zhì)量較差的元器件10、已知一個計數(shù)器的計數(shù)模為16，若要實現(xiàn)一個模為8的計數(shù)器，可以通過？（）A.改變計數(shù)器的時鐘頻率B.對計數(shù)器的輸出進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆答丆.增加計數(shù)器的位數(shù)D.以上都不對11、數(shù)字邏輯中的編碼器可以將多個輸入信號編碼為較少的輸出信號。一個16線-4線編碼器，當(dāng)輸入為特定值時，輸出的二進(jìn)制編碼是什么？（）A.根據(jù)編碼器的編碼規(guī)則確定輸出編碼B.輸出編碼是隨機(jī)的C.不確定D.根據(jù)編碼器的類型判斷12、在數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計中，需要考慮功耗、速度、面積等多個因素。降低功耗是一個重要的設(shè)計目標(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.提高時鐘頻率D.采用低功耗的邏輯門13、在數(shù)字邏輯中，若要將一個8位二進(jìn)制數(shù)擴(kuò)大4倍，可采用的方法是：（）A.左移2位B.右移2位C.乘以4D.除以414、在數(shù)字邏輯的應(yīng)用場景中，以下關(guān)于計算機(jī)存儲系統(tǒng)的描述，錯誤的是（）A.內(nèi)存和外存都使用數(shù)字邏輯來實現(xiàn)存儲和讀寫操作B.閃存是一種非易失性存儲介質(zhì)，基于數(shù)字邏輯原理工作C.存儲系統(tǒng)的性能主要取決于存儲容量，與數(shù)字邏輯無關(guān)D.數(shù)字邏輯在存儲系統(tǒng)的地址譯碼和數(shù)據(jù)傳輸中發(fā)揮重要作用15、對于數(shù)字電路中的加法運算，假設(shè)要實現(xiàn)兩個8位有符號二進(jìn)制數(shù)的加法，并且需要考慮溢出的情況。以下哪種方法最適合檢測溢出？（）A.檢查最高位的進(jìn)位B.比較和與操作數(shù)的符號C.使用專門的溢出檢測電路D.以上方法結(jié)合使用二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）闡述數(shù)字邏輯中移位寄存器的功能和工作方式，舉例說明其在數(shù)據(jù)傳輸和處理方面的應(yīng)用。2、（本題5分）在數(shù)字電路設(shè)計中，解釋如何進(jìn)行邏輯電路的功耗分析和優(yōu)化，以降低系統(tǒng)的能耗。3、（本題5分）詳細(xì)說明在多路選擇器的低電壓工作設(shè)計中，需要解決的問題和方法。4、（本題5分）說明在數(shù)字系統(tǒng)中如何進(jìn)行存儲器的擴(kuò)展，包括位擴(kuò)展和字?jǐn)U展。三、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）使用乘法器和加法器設(shè)計一個數(shù)字電路，能夠?qū)崿F(xiàn)對兩個多項式的乘法運算。分析多項式乘法的算法和硬件實現(xiàn)，考慮系數(shù)的表示和運算過程中的進(jìn)位處理，以及如何優(yōu)化電路以提高運算效率。2、（本題5分）設(shè)計一個數(shù)字電路，能夠?qū)崿F(xiàn)一個8位的加法器/減法器，通過一個控制信號選擇執(zhí)行加法或減法運算。深入探討加法和減法運算在電路中的實現(xiàn)差異，以及控制信號如何切換運算模式。分析電路在不同運算模式下的性能和可能出現(xiàn)的問題。3、（本題5分）設(shè)計一個數(shù)字電路，能夠檢測一個64位二進(jìn)制數(shù)中是否存在連續(xù)的4個1。詳細(xì)分析檢測的邏輯思路和算法，說明電路中如何實現(xiàn)高效的連續(xù)位檢測?？紤]如何處理不同長度的連續(xù)位檢測需求。4、（本題5分）設(shè)計一個數(shù)字電路，能夠?qū)崿F(xiàn)一個8位的優(yōu)先編碼器，并且能夠處理多個輸入同時有效的情況。詳細(xì)分析優(yōu)先編碼器的編碼規(guī)則和優(yōu)先級處理邏輯，說明電路中如何實現(xiàn)輸入信號的編碼和輸出。5、（本題5分）設(shè)計一個數(shù)字電路，能夠?qū)斎氲膬蓚€8位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行邏輯與、邏輯或和邏輯異或運算，并分別輸出結(jié)果。深入分析這三種邏輯運算的特點和用途，說明電路中如何實現(xiàn)這些運算的邏輯門組合和信號連接。四、設(shè)計題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）使用JK觸發(fā)器設(shè)計一個同步時序邏輯電路，實現(xiàn)一個模13的計數(shù)器，畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和電路連接。2、（本題10分）利用加法器和譯碼器設(shè)計一個能實現(xiàn)兩個一位十