學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁北京郵電大學《數字邏輯與數字系統課程設計》

2021-2022學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個小題，每小題2分，共40分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、若要設計一個能對輸入的3位二進制數進行排序的電路，最少需要幾個比較器？（）A.2B.3C.4D.52、在數字邏輯電路中，信號的傳輸會存在延遲，這會對電路的性能產生影響。以下關于信號傳輸延遲的描述，不正確的是（）A.信號傳輸延遲包括門延遲和布線延遲B.門延遲是由于邏輯門的內部結構導致的，通常是固定的C.布線延遲與電路的布局和連線長度有關，可以通過優化布線來減小D.信號傳輸延遲對數字電路的影響可以忽略不計，不需要在設計中考慮3、在數字電路的競爭冒險現象中，假設一個組合邏輯電路的輸入發生變化時，輸出出現了短暫的不正確脈沖。以下哪種方法最常用于消除這種競爭冒險？（）A.接入濾波電容B.修改邏輯設計C.增加冗余項D.降低電源電壓4、在一個數字電路中，使用了組合邏輯和時序邏輯。關于組合邏輯和時序邏輯的區別，以下哪種描述是正確的？（）A.組合邏輯的輸出僅取決于當前的輸入，時序邏輯的輸出取決于輸入和之前的狀態B.組合邏輯使用觸發器存儲數據，時序邏輯使用邏輯門進行運算C.組合邏輯的響應速度比時序邏輯快D.以上描述都不正確5、除法運算在數字邏輯中也有相應的實現方法。以下關于除法運算的描述，錯誤的是（）A.恢復余數法和不恢復余數法是常見的除法運算算法B.除法運算可以通過減法和移位操作來實現C.除法運算的速度通常比乘法運算快D.除法運算在數字電路中的實現相對復雜，需要考慮更多的細節6、在數字系統的設計中，需要考慮功耗、速度、面積等多個因素。降低功耗是一個重要的設計目標。以下哪種方法不能有效地降低數字電路的功耗：（）A.降低工作電壓B.減少晶體管的數量C.提高時鐘頻率D.采用低功耗的邏輯門7、考慮一個數字系統，需要對輸入的串行數據進行并行轉換。如果輸入數據的速率較高，為了能夠準確地完成轉換，以下哪種方法是最合適的？（）A.使用移位寄存器，逐步移位并存儲數據B.使用計數器結合邏輯門來實現轉換C.先將串行數據緩存，然后一次性進行轉換D.以上方法都無法滿足高速轉換的要求8、在數字系統中，一個能夠存儲8位二進制信息的寄存器，至少需要：（）A.8個觸發器B.4個觸發器C.16個觸發器D.2個觸發器9、假設正在研究數字電路中的信號完整性問題，即信號在傳輸過程中可能出現的失真、延遲和噪聲等。以下哪種措施可以有效地改善信號完整性？（）A.優化布線，減少信號反射B.增加信號驅動能力C.使用屏蔽線減少干擾D.以上措施都可以改善信號完整性10、在數字電路中，施密特觸發器具有回差特性。關于施密特觸發器的應用，以下說法不正確的是（）A.施密特觸發器可以用于波形整形B.施密特觸發器可以用于脈沖鑒幅C.施密特觸發器可以用于消除干擾信號D.施密特觸發器只能用于數字電路，不能用于模擬電路11、在數字邏輯中，編碼器和譯碼器有著不同的功能。假設我們正在使用編碼器和譯碼器。以下關于編碼器和譯碼器的描述，哪一項是不正確的？（）A.編碼器將多個輸入信號編碼為較少位的輸出信號B.譯碼器將輸入的二進制代碼轉換為對應的輸出信號C.優先編碼器在多個輸入同時有效時，只對優先級高的輸入進行編碼D.編碼器和譯碼器的輸入和輸出位數是固定不變的，不能根據需求進行調整12、用8選1數據選擇器實現邏輯函數F=A'B+AB'，需要將函數化為？（）A.標準與或式B.標準或與式C.最小項表達式D.最大項表達式13、在數字系統中，經常需要進行數值的比較和判斷。比較器可以用于比較兩個數字的大小。一個4位數值比較器，當輸入A=1010，B=1100時，輸出的結果為：（）A.A>BB.A<BC.A=BD.無法確定14、在數字系統中，數字信號具有離散的數值和特定的時間間隔。以下關于數字信號特點的描述中，正確的是（）A.抗干擾能力強B.便于存儲和處理C.精度高D.以上都是15、假設在一個數字控制系統中，需要根據輸入的數字信號產生相應的控制脈沖。脈沖的寬度和周期需要精確控制以滿足系統要求。為了實現這種精確的脈沖生成，以下哪種數字邏輯器件是最合適的？（）A.計數器B.定時器C.移位寄存器D.譯碼器16、在數字電路中，若要對一個8位的二進制數進行取模運算，以下哪種方法較為可行？（）A.使用除法器B.通過邏輯運算C.利用計數器D.以上都不是17、在數字邏輯電路的競爭冒險現象中，假設一個電路在輸入信號發生變化時，由于不同路徑的延遲差異，可能會導致輸出出現短暫的錯誤脈沖。這種現象可能會影響電路的穩定性和可靠性。為了避免或減少競爭冒險的影響，以下哪種措施是最為有效的？（）A.增加冗余項B.引入同步時鐘C.優化電路布局D.降低電源電壓18、在數字邏輯的時序邏輯電路設計中，狀態圖是一種重要的設計工具。假設要設計一個自動售貨機的控制電路，使用狀態圖可以清晰地描述電路的狀態轉換和輸出。以下關于狀態圖的作用和繪制方法，哪個說法是正確的（）A.狀態圖只能表示有限個狀態B.狀態圖不能反映輸出的變化C.繪制狀態圖不需要考慮輸入條件D.狀態圖可以幫助設計人員直觀理解電路的行為19、在數字邏輯的發展中，新技術和新方法不斷涌現。以下關于數字邏輯發展趨勢的描述，不正確的是（）A.集成度越來越高，芯片功能越來越強大B.功耗越來越低，性能越來越高C.設計方法越來越復雜，對設計者的要求越來越低D.應用領域不斷擴展，與其他學科的交叉融合越來越緊密20、在數字通信系統中，數字邏輯也發揮著重要作用。以下關于數字邏輯在數字通信中的應用，正確的是（）A.數字邏輯用于信號的編碼和解碼、調制和解調B.數字通信系統中的差錯控制編碼與數字邏輯無關C.數字邏輯在數字通信中的應用主要集中在硬件層面，軟件層面的作用較小D.隨著通信技術的發展，數字邏輯在數字通信中的重要性逐漸降低二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）闡述數字邏輯中編碼器和譯碼器的噪聲容限和抗干擾能力，分析其在惡劣環境下的應用。2、（本題5分）解釋寄存器和移位寄存器的概念，它們的功能是什么，以及在數據存儲和傳輸中的應用。3、（本題5分）詳細闡述在加法器的面積優化策略中，如資源共享和邏輯化簡的具體實現。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設計一個編碼器，將131072個輸入信號編碼為17位二進制輸出信號。2、（本題5分）設計一個能對輸入的4位二進制數進行四舍五入的邏輯電路，列出真值表和邏輯表達式。3、（本題5分）設計一個全加器，能夠進行兩個512位二進制數的加法運算，并輸出結果和進位。4、（本題5分）利用計數器和數據選擇器設計一個能產生按位取反數字序列的電路，畫出邏輯圖和控制信號。5、（本題5分）設計一個能對輸入的6位二進制數進行反碼操作的邏輯電路，列出真值表和邏輯函數表達式。四、分析題（本大題共2個小題，共20分)1、（本題10分）設計