福建医科大学《计算力学》2023-2024学年第二学期期末试卷

装订线装订线PAGE2第1页，共3页福建医科大学

《计算力学》2023-2024学年第二学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______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、在数字电路的分析和设计中，建立真值表是重要的步骤之一。以下关于真值表作用的描述中，错误的是（）A.可以直观地反映输入和输出之间的逻辑关系B.有助于化简逻辑函数C.是设计数字电路的唯一依据D.可以验证逻辑电路的功能是否正确2、数字逻辑中的计数器可以按照不同的方式进行计数，如加法计数、减法计数等。一个可逆计数器可以实现加法和减法计数，需要哪些额外的控制信号？（）A.需要一个控制信号来选择加法或减法计数B.需要两个控制信号来分别控制加法和减法计数C.不确定D.可逆计数器不需要额外的控制信号3、想象一个数字系统中，需要对输入的8位二进制数进行编码，将其转换为3位的二进制编码。在选择编码方式时，需要考虑编码的唯一性和容错性等因素。以下哪种编码方式可能是最合适的？（）A.格雷码，相邻数值的编码只有一位不同，具有良好的容错性B.8421码，是常见的二进制编码方式，但相邻数值变化可能多位不同C.余3码，在8421码基础上加上3得到，计算复杂D.随机编码，编码方式不固定，难以保证唯一性和规律4、在数字电路的设计中，使用硬件描述语言（HDL）可以提高效率和可读性。以下关于HDL的描述，错误的是（）A.VHDL和Verilog是两种常见的HDLB.HDL可以描述数字电路的结构和行为C.HDL编写的代码可以直接被硬件执行D.HDL便于进行数字电路的仿真和验证5、对于一个由D触发器构成的计数器，若要实现模5计数，至少需要几个D触发器？（）A.2B.3C.4D.56、若一个数字电路的输入信号为连续变化的模拟信号，需要经过什么处理才能被数字电路识别？（）A.滤波B.放大C.量化D.编码7、在数字逻辑中，异步时序电路的同步方式与同步时序电路不同。以下关于异步时序电路的描述中，错误的是（）A.异步时序电路中，各触发器的时钟信号不同步B.异步时序电路的速度比同步时序电路快C.异步时序电路的设计和分析比较复杂D.异步时序电路中可能会出现不稳定的状态8、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+C9、对于一个由与非门构成的锁存器，当输入使能信号为低电平时，锁存器的状态会怎样？（）A.保持不变B.随机变化C.置0D.置110、数字逻辑中的计数器可以按照不同的计数方式进行计数。一个模10计数器，需要几个触发器来实现？（）A.四个B.五个C.不确定D.根据计数器的类型判断11、计数器是一种常见的时序逻辑电路。以下关于计数器功能和特点的描述中，错误的是（）A.用于对脉冲信号进行计数B.可以按照二进制或其他进制进行计数C.计数器的计数长度是固定不变的D.可以通过级联实现更大规模的计数12、在数字系统中，能够将输入的二进制代码转换为特定输出信号的电路称为？（）A.编码器B.译码器C.数据选择器D.数值比较器13、在数字电路中，组合逻辑电路的输出仅取决于当前的输入。以下关于组合逻辑电路的描述，不正确的是（）A.常见的组合逻辑电路有加法器、编码器、译码器等B.组合逻辑电路不存在反馈通路，信号从输入到输出是单向传输的C.由于没有存储元件，组合逻辑电路的输出不能保持，会随着输入的变化而立即变化D.组合逻辑电路的设计不需要考虑时序问题，比时序逻辑电路简单得多14、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15、数字逻辑中的时序电路通常由组合逻辑电路和存储单元组成。假设一个时序电路的状态转换图中，有三个状态S0、S1、S2，在特定输入条件下进行状态转换。以下哪个因素对于确定电路的功能和性能至关重要？（）A.状态的编码方式B.输入信号的变化顺序C.存储单元的类型D.以上因素都很重要16、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17、在数字系统中，若要对一个10位的二进制数进行编码，使其能够通过较少的线路进行传输，以下哪种编码方式可能是合适的？（）A.格雷码B.8421码C.余3码D.以上都不是18、在数字逻辑设计中，如何判断一个数字逻辑电路是否存在动态冒险？如果存在动态冒险，如何消除？（）A.通过分析逻辑表达式或卡诺图判断是否存在动态冒险，可以通过增加冗余项消除动态冒险B.通过观察电路的输入输出波形判断是否存在动态冒险，可以通过改变电路的结构消除动态冒险C.不确定D.动态冒险很难判断和消除19、逻辑门是数字电路的基本单元。与门、或门和非门是三种常见的基本逻辑门。以下关于与门逻辑功能的描述中，不正确的是（）A.只有当所有输入都为1时，输出才为1B.输入中有0，则输出为0C.可以用“乘”运算来表示与门的逻辑D.与门的输出与输入的顺序无关20、假设要设计一个数字电路，用于检测一个8位二进制数中1的个数是否大于4。以下哪种逻辑设计思路是最直接有效的？（）A.依次检查每一位，统计1的个数并与4比较B.将8位数据分成两组，分别统计1的个数，然后比较总和与4的大小C.使用特定的编码方式转换数据，然后进行判断D.以上方法都过于复杂，无法实现该功能二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（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。2、（本题5分）深入分析在数字逻辑中的计数器的初始状态设置和复位方式，以及对计数过程的影响。3、（本题5分）解释在数字系统中什么是数字信号的采样定理，以及如何确定合适的采样频率。4、（本题5分）说明在数字系统中如何进行数字信号的调制和解调，例如ASK调制和解调。5、（本题5分）详细说明数字逻辑中只读存储器（ROM）和随机存取存储器（RAM）的区别和特点，举例说明它们在不同应用中的选择。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，能够对输入的9位二进制数进行压缩，只保留其中的偶数位，输出为5位二进制数，画出逻辑电路图。2、（本题5分）设计一个译码器，将14位二进制输入信号译码为16384个输出信号。3、（本题5分）利用比较器和数据选择器设计一个能根据输入的两个数字选择输出较大值或较小值的电路，画出逻辑图。4、（本题5分）用移位寄存器和逻辑门设计一个能实现串行数据向左或向右移位的电路，给出逻辑图和控制方式。5、（本题5分）设计一个数字电路，能够将输入的17位二进制数转换为格雷码，给出逻辑表达式和电路连接。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功耗分析报告，分析各个模块的功耗分布和主要的功耗来源。提出降低系统功耗的策略和方法，如电源管理、门级优化或采用低功耗器件。2、（本题10分）设计一个数字逻辑电路，实现一个4位的数值比较器，能够判断两个输入数