广西科技大学《商科生的数字技术》2023-2024学年第二学期期末试卷

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《商科生的数字技术》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、在数字逻辑中，同步时序电路和异步时序电路有不同的特点。假设我们正在比较这两种电路。以下关于同步时序电路和异步时序电路的描述，哪一项是不准确的？（）A.同步时序电路使用统一的时钟信号来控制状态的转换B.异步时序电路的状态转换不依赖于统一的时钟，而是由输入信号的变化直接触发C.同步时序电路的速度比异步时序电路快，因为不需要等待输入信号的稳定D.异步时序电路的设计比同步时序电路简单，但容易出现竞争冒险和不稳定的情况2、假设要设计一个数字电路来实现一个有限状态机，描述一个按特定顺序执行的操作流程。在设计过程中，需要确定状态的数量和转换条件。以下哪种方法可能有助于清晰地设计状态机？（）A.画出状态转换图，直观表示状态之间的转换关系和条件B.直接编写逻辑表达式，通过计算确定状态转换C.先构建硬件电路，然后根据实际运行情况调整状态D.随机设定状态和转换条件，通过试验找到合适的设计3、若一个ROM有10根地址线，8根数据线，则其存储容量为：（）A.10×8位B.2^10×8位C.10×2^8位D.2^10×2^8位4、在数字逻辑电路的设计中，卡诺图是一种用于化简逻辑函数的有效工具。卡诺图通过相邻最小项的合并来实现逻辑函数的化简。对于一个具有4个变量的逻辑函数，其卡诺图中相邻的两个最小项可以合并消去：（）A.0个变量B.1个变量C.2个变量D.3个变量5、在数字逻辑电路中，计数器是一种常见的时序逻辑电路。一个4位二进制计数器，能够计数的最大十进制数是多少？（）A.15B.16C.不确定D.根据计数器的类型判断6、在数字逻辑中，奇偶校验码用于检测数据传输中的错误。假设我们正在使用奇偶校验码。以下关于奇偶校验码的描述，哪一项是不正确的？（）A.奇偶校验码分为奇校验和偶校验，通过在数据位中添加校验位来使整个数据的1的个数为奇数或偶数B.奇偶校验码只能检测奇数个错误，无法检测偶数个错误C.奇偶校验码在数据传输中增加了额外的开销，但可以提高数据的可靠性D.奇偶校验码可以纠正数据传输中的错误，而不仅仅是检测错误7、在数字逻辑的时序逻辑电路中，触发器是存储单元。假设一个D触发器的D输入端在时钟上升沿之前为高电平，在上升沿时变为低电平。以下关于触发器输出端Q的状态变化，哪个是正确的（）A.Q在上升沿变为高电平B.Q在上升沿变为低电平C.Q保持原来的状态不变D.Q的状态不确定8、译码器则是编码器的逆过程，它将输入的二进制编码转换为对应的输出信号。一个3线-8线译码器，当输入编码为101时，其输出的有效信号为：（）A.第5个输出端B.第6个输出端C.第7个输出端D.第8个输出端9、当研究数字逻辑中的奇偶校验码时，假设要对一组8位数据进行奇偶校验。以下关于奇偶校验的作用和特点，哪个描述是准确的（）A.只能检测奇数个错误B.能纠正数据中的错误C.奇偶校验位的位置是固定的D.增加了数据传输的可靠性10、竞争冒险是数字电路中可能出现的一种现象，会导致输出出现不应有的尖峰脉冲。以下关于竞争冒险的描述，错误的是（）A.竞争冒险通常发生在组合逻辑电路中，由于信号传输的延迟不同导致B.可以通过增加冗余项、接入滤波电容等方法消除竞争冒险C.竞争冒险不会对数字电路的功能产生实质性的影响，因此可以忽略不计D.在数字电路的设计和分析中，需要考虑竞争冒险的可能性，并采取相应的措施11、对于一个由多个触发器组成的同步时序电路，若其中一个触发器出现故障，会对整个电路的工作产生怎样的影响？（）A.部分功能失效B.完全停止工作C.输出错误结果D.以上都有可能12、对于一个4输入的与门，输入信号分别为A=1，B=0，C=1，D=0，则输出信号为？（）A.0B.1C.不确定D.以上都不对13、在数字逻辑设计中，若要实现一个能检测输入的4位二进制数中是否有奇数个1的电路，最少需要使用几个异或门？（）A.1B.2C.3D.414、在数字系统中，需要将并行数据转换为串行数据进行传输。以下哪种电路可以实现这个功能？（）A.并行-串行转换器，逐位输出数据B.串行-并行转换器，与需求相反C.计数器，通过计数控制数据输出D.编码器，对输入进行编码15、考虑到一个数字系统的电源管理，需要根据系统的工作状态动态地调整电源电压和电流，以实现节能和提高系统稳定性。假设通过数字逻辑电路来控制电源管理模块，以下哪种电源管理技术与数字逻辑电路的结合能够提供最佳的节能效果？（）A.动态电压频率调整（DVFS）B.睡眠模式C.电源关断D.以上都是16、在数字逻辑设计中，若要实现逻辑函数F=AB+AC，最简的与非-与非表达式为：（）A.((AB)'(AC)')'B.((A+B)'(A+C)')'C.((A'B')(A'C'))'D.((A+B)(A+C))'17、在数字逻辑中，若要实现逻辑函数F=A⊕B⊕C，最简的表达式为：（）A.ABC+A'B'C'B.AB'+A'BC.(A⊕B)⊕CD.A+B+C18、现场可编程门阵列（FPGA）是一种大规模的可编程逻辑器件。关于FPGA的结构，以下说法不正确的是（）A.FPGA由可编程逻辑块、输入输出块和互连资源组成B.可编程逻辑块是FPGA的基本逻辑单元C.FPGA的布线资源是固定的，不能重新配置D.FPGA可以通过硬件描述语言进行编程19、在数字电路中，加法器的进位链可以采用不同的结构。假设一个16位加法器，采用先行进位结构，与串行进位结构相比，以下哪个方面会有显著的改善？（）A.电路的复杂度B.计算速度C.功耗D.占用的芯片面积20、假设正在设计一个用于图像处理器的数字逻辑电路，需要对像素数据进行快速的处理和转换。图像数据的处理涉及大量的并行运算和逻辑判断。为了提高处理速度和效率，以下哪种数字逻辑架构最适合这种大规模并行处理的需求？（）A.冯·诺依曼架构B.哈佛架构C.流水线架构D.超标量架构二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）阐述数字逻辑中编码器和译码器的速度和功耗优化方法，举例说明在实际应用中如何平衡性能和功耗。2、（本题5分）深入解释在编码器的编码加密应用中，常见的加密算法和实现方式。3、（本题5分）阐述数字逻辑中移位寄存器的左移和右移操作的实现方式，以及在数据处理中的应用。4、（本题5分）说明在数字逻辑中如何实现数据的纠错和检错，例如奇偶校验码的原理和实现。5、（本题5分）深入解释在数字电路的静电防护措施在系统级设计中的综合考虑因素。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个数字电路，能够将输入的20位二进制数拆分为4个5位二进制数，并分别计算它们的和，输出结果为5位二进制数，画出逻辑电路图。2、（本题5分）设计一个组合逻辑电路，判断一个19位二进制数是否为特定类型的合数。3、（本题5分）设计一个能将8421BCD码转换为余3码的代码转换器，用逻辑门实现，画出逻辑图和真值表。4、（本题5分）使用JK触发器设计一个异步时序逻辑电路，实现一个11位环形计数器，画出状态转换图和电路。5、（本题5分）设计一个数据选择器，根据5个控制信号从32个输入数据中选择一个输出。四、分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）给定一个数字系统的电磁兼容性（EMC）问题，分析可能的干扰源和耦合途径。提出解决EMC问题的数字逻辑设计方法和措施，包括布线规