中国民用航空飞行学院《数字科技前沿》2023-2024学年第二学期期末试卷

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《数字科技前沿》2023-2024学年第二学期期末试卷题号一二三四总分得分批阅人一、单选题（本大题共20个小题，每小题1分，共20分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）1、非门是实现逻辑取反功能的逻辑门。对于非门的特性，以下描述错误的是（）A.非门的逻辑表达式为Y=¬AB.非门可以由三极管构成C.非门的输入和输出之间存在一定的时间延迟，这个延迟通常可以忽略不计D.非门的输出电平总是与输入电平相反，没有其他可能的输出状态2、在数字逻辑中，编码器和解码器是常用的组件。假如有一个8输入3输出的编码器，当8个输入中有且仅有一个为1时，输出对应的3位二进制编码。如果同时有多个输入为1，则输出为非法编码。那么，这种编码器属于什么类型？（）A.普通编码器，允许多个输入同时有效B.优先编码器，能够识别优先级最高的输入C.二进制编码器，将输入直接转换为二进制编码D.十进制编码器，将十进制输入转换为编码3、在数字电路中，竞争冒险现象可能会导致输出出现错误的脉冲。假设一个逻辑电路，输入为A和B，输出为Y=A'B+AB'。以下哪种方法可以有效地消除竞争冒险？（）A.增加冗余项B.改变输入信号的频率C.增加电路的延迟D.以上方法都不行4、在数字电路中，能够将输入的高、低电平编码为二进制代码的电路是？（）A.优先编码器B.普通编码器C.七段显示译码器D.以上都不是5、数字逻辑中的寄存器可以用于存储数据和移位操作。一个双向移位寄存器，在时钟上升沿到来时，可以进行左移和右移操作。如果当前寄存器的值为1010，控制信号为左移，输入为1，时钟上升沿到来后，寄存器的值会变成什么？（）A.0101B.1101C.不确定D.根据其他因素判断6、组合逻辑电路的输出仅仅取决于当前的输入，不存在存储元件。以下关于组合逻辑电路的特点描述，准确的是（）A.组合逻辑电路的输出与电路的过去状态无关B.组合逻辑电路中可以包含反馈回路C.由于没有存储元件，组合逻辑电路的输出响应速度较慢D.组合逻辑电路的设计比时序逻辑电路简单，不需要考虑时钟信号7、假设要设计一个数字电路来实现一个8选1的数据选择器。以下哪种逻辑门的组合可能是最常用的？（）A.与门和或门的组合，构建选择逻辑B.非门和与门的组合，实现反相和选择功能C.或门和异或门的组合，产生选择信号D.以上组合都不常用8、假设要设计一个数字电路来判断一个8位二进制数是否为偶数。在实现这个功能时，需要考虑逻辑门的使用和电路的简化。以下哪种方法可能是最直接有效的？（）A.对二进制数的最低位进行判断，如果为0则是偶数，使用一个与门即可B.将二进制数除以2，判断余数是否为0，需要使用复杂的除法电路C.对二进制数进行逐位与运算，根据结果判断，会使用较多的逻辑门D.先将二进制数转换为十进制，再判断是否能被2整除，涉及复杂的转换电路9、对于数字电路中的编码器，假设一个系统需要将8个不同的输入信号编码为3位二进制代码。在这种情况下，以下哪种编码器能够满足要求并且具有较好的性能？（）A.普通编码器B.优先编码器C.二进制编码器D.十进制编码器10、在数字逻辑电路的设计中，卡诺图是一种非常有用的工具。以下关于卡诺图用途的描述中，不正确的是（）A.用于化简逻辑函数B.直观地表示逻辑函数的所有最小项C.可以帮助判断逻辑函数是否最简D.卡诺图只能用于二变量和三变量的逻辑函数化简11、在数字逻辑电路的测试和故障诊断中，逻辑分析仪是一种常用的工具。它可以同时监测多个信号，并以图形的方式显示信号的变化。逻辑分析仪的主要优点包括：（）A.只能处理低速信号B.不能存储大量的数据C.能够快速准确地捕捉和分析信号D.价格昂贵，不适合一般应用12、在数字逻辑中，逻辑表达式的化简对于电路的优化至关重要。以下关于逻辑表达式化简方法的描述，错误的是（）A.可以使用公式法和图形法相结合来化简复杂的逻辑表达式B.化简后的逻辑表达式功能一定与原始表达式相同C.逻辑表达式的化简程度越高，电路的成本越低D.任何逻辑表达式都可以化简到最简形式13、若一个PLA有16个输入变量，8个输出函数，那么其内部与阵列和或阵列的规模大约为：（）A.16×8B.2^16×8C.16×2^8D.2^16×2^814、在数字逻辑的发展中，新技术和新方法不断涌现。以下关于数字逻辑未来发展趋势的描述中，不正确的是（）A.集成度会越来越高，芯片性能不断提升B.功耗会越来越低，节能环保C.设计复杂度会逐渐降低，易于开发D.应用领域会不断拓展，与其他学科融合更加紧密15、对于一个由多个D触发器组成的移位寄存器，若要实现循环左移功能，需要如何修改电路？（）A.改变时钟信号B.改变输入信号C.增加反馈回路D.以上都不对16、在一个数字电路中，需要判断两个4位二进制数是否相等。以下哪种逻辑电路的设计可能是最简的？（）A.使用异或门对两个数的每一位进行比较，然后将结果进行与运算B.对两个数逐位进行减法运算，判断结果是否为0C.将两个数转换为十进制，然后进行比较，需要复杂的转换电路D.对两个数进行按位与和按位或运算，根据结果判断17、在数字逻辑电路的时序分析中，假设一个时序电路由多个触发器和组合逻辑组成，需要确定其建立时间、保持时间和时钟到输出的延迟等参数。这些参数对于电路的正确运行和性能评估至关重要。以下哪种工具或方法在进行时序分析时是必不可少的？（）A.逻辑模拟器B.硬件描述语言C.示波器D.频谱分析仪18、对于一个JK触发器，若J=1，K=0，在时钟脉冲作用下，其输出状态为？（）A.置0B.置1C.保持不变D.翻转19、在数字逻辑中，移位寄存器不仅可以进行数据的移位操作，还可以用于实现数据的存储和串行-并行转换。一个8位移位寄存器，在时钟脉冲的作用下，将数据10101010串行输入，经过4个时钟脉冲后，寄存器中的数据为：（）A.10101010B.01010101C.10100000D.0000101020、在数字逻辑设计中，编码器的作用是什么？一个8线-3线编码器，当输入为某一特定组合时，输出的二进制编码是唯一的吗？（）A.编码器将多个输入信号编码为较少的输出信号，输出编码是唯一的B.编码器将多个输入信号编码为较多的输出信号，输出编码是唯一的C.不确定D.编码器的输出编码不一定是唯一的二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）解释数字逻辑中卡诺图的作用和使用方法，通过一个具体的逻辑函数化简问题来说明卡诺图的优势和步骤。2、（本题5分）说明在数字逻辑设计中如何处理信号的延迟和时序偏差，以保证电路的正确性。3、（本题5分）深入分析在数字电路中，竞争冒险现象产生的原因是什么，有哪些方法可以消除或减少竞争冒险。4、（本题5分）深入解释在数字电路的静电放电测试中，测试的等级和对电路的影响。5、（本题5分）深入解释在数字电路的静电放电防护措施的有效性评估方法和指标。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个数据选择器，根据17个控制信号从131072个输入数据中选择一个输出。2、（本题5分）设计一个能将4位二进制数扩展为8位的逻辑电路，高4位根据最低位的值填充，给出逻辑表达式和电路图。3、（本题5分）用VerilogHDL描述一个能实现数据存储和读取功能的模块，具有写使能和读使能信号。4、（本题5分）设计一个能检测输入的11位二进制数中是否存在连续的8个1的逻辑电路，写出逻辑表达式和设计思路。5、（本题5分）设计一个能对输入的8位二进制数进行位扩展（扩展为16位）的逻辑电路，根据特定规则填充扩展位，给出逻辑表达式和电路图。四、分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）构建一个数字逻辑电路，用于实现对雷达信号的处理和目标检测。全面分析雷达信号的特点和处理算法，讨论如何通过数