贵州建设职业技术学院《有限元法基础》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页贵州建设职业技术学院《有限元法基础》

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25个小题，每小题1分，共25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、若一个T触发器的输入为高电平，在时钟脉冲的作用下，其输出状态会怎样变化？（）A.保持不变B.翻转C.置1D.置02、在数字逻辑中，复杂可编程逻辑器件（CPLD）和现场可编程门阵列（FPGA）是两种常见的可编程器件。以下关于CPLD和FPGA区别的描述中，不正确的是（）A.CPLD基于乘积项结构，FPGA基于查找表结构B.FPGA的逻辑资源比CPLD丰富C.CPLD的编程速度比FPGA快D.CPLD适合实现复杂的组合逻辑，FPGA适合实现时序逻辑3、假设正在设计一个数字电路，用于实现一个简单的有限状态机（FSM）。如果状态数量较少，并且状态转换关系明确，以下哪种方法描述FSM是最直观和易于理解的？（）A.状态转换图B.状态转换表C.用硬件描述语言编写代码D.以上方法的直观性和易理解性相同4、在数字电路的触发器设计中，假设需要一个能够在时钟上升沿触发并且具有异步置位和复位功能的触发器。以下哪种触发器符合这些要求？（）A.D触发器B.JK触发器C.T触发器D.SR触发器5、数字逻辑中的加法器可以进行多位二进制数的相加。一个16位二进制加法器，当两个输入都为最大的16位二进制数时，输出结果会产生几个进位？（）A.一个进位B.两个进位C.不确定D.根据加法器的类型判断6、在数字逻辑中，硬件描述语言（HDL）用于描述数字电路的行为和结构。以下关于硬件描述语言的描述中，错误的是（）A.VHDL和Verilog是两种常见的硬件描述语言B.硬件描述语言可以进行逻辑仿真和综合C.硬件描述语言的描述与具体的硬件实现无关D.硬件描述语言只能用于设计简单的数字电路7、对于一个用逻辑门实现的加法器，若要提高其运算速度，可以采取什么措施？（）A.减少门的级数B.增加门的级数C.提高电源电压D.降低电源电压8、在数字逻辑的时序逻辑电路设计中，状态图是一种重要的设计工具。假设要设计一个自动售货机的控制电路，使用状态图可以清晰地描述电路的状态转换和输出。以下关于状态图的作用和绘制方法，哪个说法是正确的（）A.状态图只能表示有限个状态B.状态图不能反映输出的变化C.绘制状态图不需要考虑输入条件D.状态图可以帮助设计人员直观理解电路的行为9、对于一个3位的环形计数器，初始状态为100，经过3个时钟脉冲后，计数器的状态将变为：（）A.001B.010C.100D.11110、在数字系统中，异步复位和同步复位是两种常见的复位方式。异步复位不受时钟信号的控制，而同步复位在时钟信号的有效沿进行复位操作。以下关于异步复位和同步复位的比较，正确的是：（）A.异步复位的可靠性高于同步复位B.同步复位更容易产生毛刺C.异步复位可能会导致亚稳态D.同步复位的设计更简单11、假设要实现一个数字电路，能够将输入的4位二进制数乘以2。在不使用乘法器芯片的情况下，以下哪种方法可能是可行的？（）A.将二进制数左移一位，低位补0B.通过加法运算实现乘法，需要多次加法操作C.使用逻辑门构建乘法运算电路，复杂且效率低D.无法通过简单的逻辑操作实现乘以2的功能12、在数字逻辑电路的可靠性设计中，假设一个电路需要在恶劣的环境条件下长时间稳定运行，例如高温、高湿度和强电磁干扰。为了提高电路的可靠性和容错能力，以下哪种技术或方法是经常采用的？（）A.冗余设计B.电磁屏蔽C.散热优化D.以上都是13、在数字系统中，存储器是用于存储数据和程序的重要部件。以下关于只读存储器（ROM）特点的描述中，错误的是（）A.存储的内容在断电后不会丢失B.只能读取数据，不能写入数据C.可以通过编程改变存储的内容D.常用于存储固定不变的程序和数据14、用3线-8线译码器和与非门实现逻辑函数F=A'B'C+ABC'，需要几片译码器？（）A.1B.2C.3D.415、在数字系统中，若要将一个8位的二进制补码表示的数转换为原码，以下哪个步骤是正确的？（）A.先取反，再加1B.直接取反C.先减1，再取反D.以上都不对16、假设要设计一个数字电路来实现一个乘法器，能够将两个4位二进制数相乘。以下哪种乘法算法的实现可能是最有效的？（）A.移位相加乘法算法，通过多次移位和加法实现乘法B.阵列乘法器，使用大量的与门和加法器实现并行乘法C.查找表乘法器，预先计算并存储乘法结果，通过查找表获取D.以上乘法算法的效率相同，可以任意选择17、已知一个数字系统采用8位二进制补码表示整数，那么其能表示的数值范围是多少？（）A.-128到127B.-255到255C.-256到255D.0到25518、在数字逻辑中，乘法器是实现乘法运算的重要电路。以下关于乘法器实现方法的描述中，不正确的是（）A.可以使用移位相加的方法B.可以通过硬件电路直接实现C.乘法器的速度与位数成正比D.可以使用阵列乘法器提高速度19、在数字逻辑中，可编程逻辑器件（PLD）如CPLD和FPGA为数字系统的设计提供了很大的灵活性。CPLD采用的是基于乘积项的结构，而FPGA采用的是基于查找表的结构。以下关于CPLD和FPGA的比较，正确的是：（）A.CPLD的集成度高于FPGAB.FPGA的编程灵活性高于CPLDC.CPLD的速度比FPGA快D.FPGA的功耗比CPLD低20、在数字逻辑电路中，信号的传输会存在延迟，这会对电路的性能产生影响。以下关于信号传输延迟的描述，不正确的是（）A.信号传输延迟包括门延迟和布线延迟B.门延迟是由于逻辑门的内部结构导致的，通常是固定的C.布线延迟与电路的布局和连线长度有关，可以通过优化布线来减小D.信号传输延迟对数字电路的影响可以忽略不计，不需要在设计中考虑21、已知一个逻辑函数的真值表，用最小项之和的形式表示该函数，其中最小项的个数取决于？（）A.输入变量的个数B.输出变量的个数C.函数的复杂程度D.以上都不是22、想象一个数字系统中，需要存储大量的数据，并且要求能够快速读取和写入。以下哪种存储器件可能是最适合的？（）A.SRAM（静态随机存储器），速度快但集成度低、成本高B.DRAM（动态随机存储器），需要定时刷新，但集成度高、成本低C.ROM（只读存储器），只能读取预先存储的数据，无法写入D.闪存（FlashMemory），读写速度较慢，适合大容量存储23、在数字逻辑中，可编程逻辑器件（PLD）为数字电路的设计提供了很大的灵活性。以下关于PLD的描述中，不正确的是（）A.可以通过编程实现不同的逻辑功能B.包括可编程阵列逻辑（PAL）和通用阵列逻辑（GAL）等C.编程后不能再修改D.适用于小批量、快速开发的数字电路设计24、对于一个16进制计数器，要实现从0计数到F，需要多少个时钟脉冲？（）A.15B.16C.31D.3225、在数字逻辑中，竞争冒险现象是需要关注的问题。以下关于竞争冒险的产生原因，描述不正确的是（）A.由于信号传输延迟导致输入信号到达逻辑门的时间不同B.逻辑门的传输延迟是竞争冒险产生的主要原因C.当多个输入信号同时变化时容易产生竞争冒险D.只要逻辑电路设计合理，就一定不会出现竞争冒险现象二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）解释在数字系统中什么是流水线冒险，以及如何解决流水线冒险问题。2、（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。3、（本题5分）在数字电路设计中，说明如何根据给定的时序要求，设计一个具有特定时钟周期和建立保持时间的时序逻辑电路。4、（本题5分）阐述数字逻辑中时序逻辑电路的状态图绘制方法和状态分配原则，通过实际例子说明如何根据功能要求绘制准确的状态图。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）用JK触发器设计一个能实现状态循环转移的电路，给出状态转移图和逻辑图。2、（本题5分）设计一个能将余3码转换为8421BCD码的转换电路，画出逻辑图和转换步骤。3、（本题5分）设计一个全加器，能够进行两个64位二进制数的加法运算，并输出结果和进位。4、（本题5分）设计一个组合逻辑电路，实现两个3位二进制数的大小比较，输出结果为1表示前者大于后者，0表示否则，画出逻辑图。5、（本题5分）用JK触发器设计一个模6的异步计数器，画出逻辑图和状态转换图。四、分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）使用计数器和逻辑门构建一个数字频率计，能够测量输入信号的频率。分析频率测量的原理和电路实现，包括计数时间的选择和精