襄阳汽车职业技术学院《数学软件与实验》2023-2024学年第二学期期末试卷

学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题…………第1页，共3页襄阳汽车职业技术学院《数学软件与实验》

2023-2024学年第二学期期末试卷题号一二三四总分得分一、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、在数字电路中，编码器是一种常见的组合逻辑器件。假设需要设计一个8线-3线编码器，即有8个输入信号，3个输出信号。当输入信号有效时，输出对应的二进制编码。如果同时有多个输入信号有效，以下哪种编码器的输出结果是符合设计要求的？（）A.输出为任意值B.输出为优先级最高的输入对应的编码C.输出为所有有效输入编码的或运算结果D.输出为所有有效输入编码的与运算结果2、数字逻辑中的寄存器可以用于存储数据。一个同步寄存器和一个异步寄存器的主要区别是什么？（）A.同步寄存器的存储操作与时钟同步，异步寄存器的存储操作与时钟不同步B.同步寄存器的存储速度快，异步寄存器的存储速度慢C.不确定D.同步寄存器和异步寄存器没有区别3、时序逻辑电路在数字系统中具有重要作用。假设我们正在研究一个时序逻辑电路。以下关于时序逻辑电路的描述，哪一项是不正确的？（）A.时序逻辑电路的输出不仅取决于当前的输入，还取决于电路的内部状态B.触发器是构成时序逻辑电路的基本存储单元，如D触发器、JK触发器等C.时序逻辑电路中的计数器可以用于计数脉冲信号的个数，实现定时和分频功能D.时序逻辑电路的状态转换总是稳定和可预测的，不会出现不确定的状态4、在数字电路中，奇偶校验码常用于检测数据传输中的错误。以下关于奇偶校验码的描述中，错误的是（）A.奇校验时，数据中1的个数加上校验位为奇数B.偶校验时，数据中1的个数加上校验位为偶数C.奇偶校验只能检测奇数个错误D.奇偶校验能够纠正数据传输中的错误5、对于一个PLA器件，其与门阵列和或门阵列的可编程性分别体现在哪里？（）A.连接方式B.输入信号C.输出信号D.以上都不是6、数字系统的设计需要遵循一定的步骤和方法。假设我们正在设计一个简单的数字系统。以下关于数字系统设计的描述，哪一项是不准确的？（）A.首先需要明确系统的功能和性能要求，制定详细的设计方案B.然后进行模块划分和逻辑设计，使用硬件描述语言（HDL）进行描述C.设计完成后需要进行仿真验证，确保系统的功能正确无误D.数字系统的设计不需要考虑成本和可维护性，只要功能实现即可7、在数字逻辑中，已知一个JK触发器的J=1，K=0，在时钟脉冲的上升沿到来时，触发器的输出状态会如何变化？（）A.置1B.置0C.保持不变D.翻转8、在数字逻辑电路中，对于一个4位的二进制加法计数器，从初始状态0000开始计数，经过15个时钟脉冲后，计数器的状态将变为：（）A.1111B.1110C.0000D.00019、想象一个数字系统中，需要将并行的数据转换为串行数据进行传输。以下哪种器件或模块可能是最关键的？（）A.移位寄存器，能够实现数据的串行移位输出B.计数器，用于控制数据的移位顺序C.编码器，将并行数据编码为串行格式D.译码器，将串行数据转换为并行数据10、考虑一个复杂的数字系统，其中包含多个子模块。为了确保各个子模块之间能够正确地通信和协调工作，通常会使用一些控制信号。如果要产生一个同步的控制信号，使得多个子模块在特定的时钟周期内执行特定的操作，以下哪种方法是最可靠的？（）A.使用一个单独的时钟源，通过分频产生控制信号B.利用组合逻辑电路根据输入条件生成控制信号C.随机生成控制信号，依靠系统的容错能力来保证正确运行D.以上方法都不可靠，无法实现同步控制11、在数字逻辑设计中，若要实现一个能判断输入的3位二进制数是否大于4的电路，最少需要几个逻辑门？（）A.2B.3C.4D.512、已知一个JK触发器的特性方程为Q*=JQ'+K'Q，当J=1，K=1时，在时钟脉冲作用下，触发器实现什么功能？（）A.置0B.置1C.翻转D.保持13、对于数字逻辑中的可编程逻辑器件（PLD），假设需要实现一个复杂的数字逻辑功能。以下哪种PLD类型在灵活性和集成度方面具有优势？（）A.PALB.GALC.CPLDD.FPGA14、在数字逻辑中，若要将一个十进制数37转换为二进制数，其结果是多少？（）A.100101B.101001C.110101D.10011115、在数字电路的测试中，故障诊断是一项重要的任务。以下关于数字电路故障诊断的方法，不正确的是（）A.可以通过观察电路的输出信号来判断是否存在故障B.可以使用逻辑分析仪来检测电路中的信号C.对电路进行仿真可以预测可能出现的故障D.故障诊断只能在电路制作完成后进行，无法在设计阶段进行16、数字逻辑中的全加器可以实现两个二进制数和一个进位的相加。一个全加器的输入为A=1，B=1，进位C_in=1，那么输出的和S和进位C_out分别是多少？（）A.S=1，C_out=1B.S=0，C_out=1C.不确定D.根据其他因素判断17、在数字逻辑中，竞争冒险现象可能会导致电路输出出现不应有的尖峰脉冲。产生竞争冒险的原因通常是由于信号在电路中的传输延迟。为了消除竞争冒险，可以采用增加冗余项、接入滤波电容等方法。以下关于竞争冒险的描述，错误的是：（）A.只会出现在组合逻辑电路中B.可以通过修改逻辑表达式来避免C.对电路的功能没有实质性影响D.可能会导致电路的误动作18、若一个计数器的计数状态从0000依次递增到1111，然后又回到0000重新开始计数，这是一个多少进制的计数器？（）A.4B.8C.10D.1619、考虑数字逻辑中的移位寄存器的应用，假设在数字通信系统中使用移位寄存器进行数据的串行到并行转换。以下关于这种应用的优势和工作原理，哪个描述是准确的（）A.提高数据传输速度B.增加数据的错误率C.移位寄存器在转换过程中会丢失数据D.以上描述都不准确20、在数字逻辑中，移位寄存器不仅可以存储数据，还可以实现数据的移位操作。以下关于移位寄存器的移位方式，错误的是（）A.左移时，数据依次向左移动，最高位丢失B.右移时，数据依次向右移动，最低位丢失C.循环左移时，最高位移动到最低位D.移位寄存器只能进行单向移位，不能同时进行左移和右移二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）详细阐述在加法器的高性能设计中，采用的先进技术和架构。2、（本题5分）详细说明在数字逻辑中的比较器的级联应用，如何实现多位数据的比较。3、（本题5分）解释什么是数字逻辑中的异步时序电路的自启动问题，以及如何解决。4、（本题5分）深入解释在数字逻辑中的比较器的工作原理和实现方式，以及在数值比较中的应用。5、（本题5分）在数字系统中，解释如何利用数字逻辑实现通信协议中的差错控制和纠错编码，分析常见的纠错编码在数字逻辑中的实现。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）利用译码器和数据选择器设计一个能够实现两个两位二进制数相加的电路，给出详细的设计过程和逻辑图。2、（本题5分）用中规模集成电路设计一个能将8位二进制数转换为格雷码的电路，画出逻辑图和说明工作原理。3、（本题5分）设计一个能检测输入的二十四位二进制数中是否存在连续十三个1的电路，用逻辑门实现，画出逻辑图。4、（本题5分）设计一个能检测输入的十六位二进制数中是否存在连续九个1的电路，用逻辑门实现，画出逻辑图。5、（本题5分）设计一个能对输入的7位二进制数进行格雷码编码的逻辑电路，给出逻辑函数表达式和电路实现。四、分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）设计一个数字逻辑电路，实现将一个8位的二进制数转换为格雷码。详细阐述转换的规则和方法，通过逻辑表达式和真值表进行分析，并画出