江南大學(xué)《數(shù)字科技前沿》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁江南大學(xué)

《數(shù)字科技前沿》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共30個(gè)小題，每小題1分，共30分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、在數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)中，有限狀態(tài)機(jī)（FSM）是一種重要的模型。以下關(guān)于有限狀態(tài)機(jī)的描述中，錯(cuò)誤的是（）A.有限狀態(tài)機(jī)可以分為摩爾型和米利型B.摩爾型有限狀態(tài)機(jī)的輸出只取決于當(dāng)前狀態(tài)C.米利型有限狀態(tài)機(jī)的輸出只取決于輸入D.有限狀態(tài)機(jī)可以用狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和狀態(tài)表來描述2、在數(shù)字邏輯電路中，三態(tài)門可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸。當(dāng)三態(tài)門的控制端為高電平時(shí)，輸出處于高阻態(tài)。以下關(guān)于三態(tài)門的應(yīng)用，錯(cuò)誤的是：（）A.用于構(gòu)建總線結(jié)構(gòu)B.可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)共享C.三態(tài)門的高阻態(tài)會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失D.用于提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)男?、在數(shù)字電路中，若要將一個(gè)頻率為100kHz的方波信號分頻為10kHz的方波信號，需要幾級分頻電路？（）A.3B.4C.5D.104、在數(shù)字邏輯電路的競爭冒險(xiǎn)現(xiàn)象中，當(dāng)輸入信號發(fā)生變化時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致輸出出現(xiàn)短暫的錯(cuò)誤脈沖。假設(shè)一個(gè)邏輯電路存在競爭冒險(xiǎn)，以下哪種方法可以有效地消除這種現(xiàn)象（）A.增加冗余項(xiàng)B.減少邏輯門的數(shù)量C.改變輸入信號的頻率D.以上方法都不能消除競爭冒險(xiǎn)5、在數(shù)字邏輯電路中，信號的傳輸和延遲會(huì)對電路的性能產(chǎn)生影響。以下關(guān)于信號延遲的描述，錯(cuò)誤的是（）A.信號在導(dǎo)線中傳輸會(huì)存在一定的延遲，延遲時(shí)間與導(dǎo)線長度和信號傳播速度有關(guān)B.邏輯門的輸入到輸出也存在延遲，不同類型的邏輯門延遲時(shí)間可能不同C.信號延遲可能導(dǎo)致時(shí)序邏輯電路出現(xiàn)錯(cuò)誤，需要在設(shè)計(jì)中進(jìn)行考慮D.可以通過增加電路的復(fù)雜度來完全消除信號延遲的影響6、對于一個(gè)異步時(shí)序邏輯電路，其狀態(tài)轉(zhuǎn)換與時(shí)鐘信號不同步。若在某個(gè)時(shí)刻，輸入發(fā)生變化，那么狀態(tài)的改變會(huì)立即發(fā)生嗎？（）A.會(huì)B.不會(huì)C.有時(shí)會(huì)D.不確定7、在數(shù)字邏輯中，移位寄存器不僅可以存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，還可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的移位操作。以下關(guān)于移位寄存器的移位方式，錯(cuò)誤的是（）A.左移時(shí)，數(shù)據(jù)依次向左移動(dòng)，最高位丟失B.右移時(shí)，數(shù)據(jù)依次向右移動(dòng)，最低位丟失C.循環(huán)左移時(shí)，最高位移動(dòng)到最低位D.移位寄存器只能進(jìn)行單向移位，不能同時(shí)進(jìn)行左移和右移8、在數(shù)字邏輯中，若要判斷一個(gè)二進(jìn)制數(shù)是奇數(shù)還是偶數(shù)，可以通過檢查其最低位的值。若最低位為1，則該數(shù)為：（）A.奇數(shù)B.偶數(shù)C.無法確定D.取決于其他位的值9、加法器是數(shù)字電路中進(jìn)行加法運(yùn)算的重要部件。以下關(guān)于加法器的描述，錯(cuò)誤的是（）A.半加器只能處理兩個(gè)一位二進(jìn)制數(shù)的相加，不考慮進(jìn)位輸入B.全加器可以處理兩個(gè)一位二進(jìn)制數(shù)的相加，并考慮進(jìn)位輸入C.多位加法器可以通過級聯(lián)多個(gè)全加器來實(shí)現(xiàn)D.加法器在進(jìn)行加法運(yùn)算時(shí)，速度非?？欤粫?huì)產(chǎn)生任何延遲10、在數(shù)字邏輯中，移位寄存器可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的移位操作。以下關(guān)于移位寄存器工作方式的描述中，不正確的是（）A.可以實(shí)現(xiàn)左移和右移B.移位操作通常在時(shí)鐘脈沖的控制下進(jìn)行C.移位寄存器可以存儲(chǔ)多位數(shù)據(jù)D.移位寄存器的移位方向是固定不變的11、在數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)中，若要實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)F=AB+AC，最簡的與非-與非表達(dá)式為：（）A.((AB)'(AC)')'B.((A+B)'(A+C)')'C.((A'B')(A'C'))'D.((A+B)(A+C))'12、在數(shù)字電路中，使用二進(jìn)制補(bǔ)碼進(jìn)行減法運(yùn)算時(shí)，若最高位產(chǎn)生了進(jìn)位，則：（）A.結(jié)果為正B.結(jié)果為負(fù)C.結(jié)果溢出D.無法確定13、假設(shè)要設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，用于判斷一個(gè)8位二進(jìn)制數(shù)是奇數(shù)還是偶數(shù)。以下哪種邏輯表達(dá)式可以準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能？（）A.檢查最低位是否為1，若是則為奇數(shù)，否則為偶數(shù)B.計(jì)算所有位的和，若為奇數(shù)則輸入為奇數(shù)，否則為偶數(shù)C.對高4位和低4位分別進(jìn)行判斷，綜合得出結(jié)果D.以上方法都不正確，無法通過簡單邏輯判斷奇偶性14、數(shù)字邏輯中，組合邏輯電路的輸出僅取決于當(dāng)前的輸入，那么在一個(gè)由多個(gè)邏輯門組成的組合邏輯電路中，如何判斷其功能是否正確？（）A.通過輸入不同的組合，觀察輸出是否符合預(yù)期B.檢查邏輯門的類型是否正確C.不確定D.根據(jù)電路的復(fù)雜程度判斷15、在數(shù)字邏輯中，若要檢測一個(gè)電路是否存在靜態(tài)冒險(xiǎn)，可通過觀察其：（）A.真值表B.卡諾圖C.邏輯表達(dá)式D.以上均可16、在數(shù)字邏輯的應(yīng)用場景中，以下關(guān)于計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)系統(tǒng)的描述，錯(cuò)誤的是（）A.內(nèi)存和外存都使用數(shù)字邏輯來實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)和讀寫操作B.閃存是一種非易失性存儲(chǔ)介質(zhì)，基于數(shù)字邏輯原理工作C.存儲(chǔ)系統(tǒng)的性能主要取決于存儲(chǔ)容量，與數(shù)字邏輯無關(guān)D.數(shù)字邏輯在存儲(chǔ)系統(tǒng)的地址譯碼和數(shù)據(jù)傳輸中發(fā)揮重要作用17、在數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)中，需要考慮電路的功耗。假設(shè)一個(gè)邏輯電路，通過優(yōu)化邏輯表達(dá)式可以降低功耗，以下哪種優(yōu)化方法可能最有效？（）A.減少邏輯門的數(shù)量B.降低工作電壓C.減少信號的翻轉(zhuǎn)次數(shù)D.以上方法效果相同18、在數(shù)字系統(tǒng)中，需要對一個(gè)脈沖信號進(jìn)行整形和濾波，以得到更清晰穩(wěn)定的信號。以下哪種電路可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能？（）A.施密特觸發(fā)器，對輸入進(jìn)行整形B.低通濾波器，濾除高頻噪聲C.積分電路，平滑信號D.以上電路都可以用于信號整形和濾波19、JK觸發(fā)器是一種功能較為強(qiáng)大的觸發(fā)器，具有置0、置1、保持和翻轉(zhuǎn)的功能。以下關(guān)于JK觸發(fā)器的描述，錯(cuò)誤的是（）A.JK觸發(fā)器的邏輯功能可以通過輸入J和K的不同組合來實(shí)現(xiàn)B.JK觸發(fā)器在時(shí)鐘脈沖的作用下，根據(jù)J和K的輸入進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換C.JK觸發(fā)器可以由D觸發(fā)器和其他邏輯門組合而成D.JK觸發(fā)器的功能相對復(fù)雜，在實(shí)際應(yīng)用中不如D觸發(fā)器方便20、對于一個(gè)由JK觸發(fā)器構(gòu)成的時(shí)序邏輯電路，若要實(shí)現(xiàn)自啟動(dòng)功能，需要檢查：（）A.狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖B.邏輯表達(dá)式C.真值表D.卡諾圖21、對于一個(gè)4-16譯碼器，若使能端有效，當(dāng)輸入代碼為1010時(shí)，輸出端哪一位為低電平？（）A.Y10B.Y6C.Y14D.Y222、在數(shù)字邏輯中，已知一個(gè)邏輯函數(shù)的真值表，如何用最小項(xiàng)之和的形式表示該函數(shù)？（）A.直接列出B.通過化簡C.無法表示D.以上都不對23、當(dāng)研究數(shù)字邏輯中的只讀存儲(chǔ)器（ROM）時(shí)，假設(shè)需要存儲(chǔ)一個(gè)8×8的真值表。以下關(guān)于ROM的容量和地址線、數(shù)據(jù)線的數(shù)量，哪個(gè)是正確的（）A.容量為64位，地址線8條，數(shù)據(jù)線8條B.容量為8位，地址線64條，數(shù)據(jù)線1條C.容量為64位，地址線3條，數(shù)據(jù)線8條D.容量為8位，地址線8條，數(shù)據(jù)線1條24、在數(shù)字邏輯電路中，時(shí)序邏輯電路與組合邏輯電路的主要區(qū)別是什么？時(shí)序邏輯電路的輸出除了取決于當(dāng)前輸入還與什么有關(guān)？（）A.時(shí)序邏輯電路的輸出還與過去的輸入有關(guān)B.時(shí)序邏輯電路的輸出還與電路的結(jié)構(gòu)有關(guān)C.不確定D.時(shí)序邏輯電路的輸出還與邏輯門的數(shù)量有關(guān)25、在數(shù)字系統(tǒng)中，有限狀態(tài)機(jī)（FSM）是一種重要的設(shè)計(jì)方法。假設(shè)我們正在設(shè)計(jì)一個(gè)基于FSM的系統(tǒng)。以下關(guān)于有限狀態(tài)機(jī)的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.有限狀態(tài)機(jī)由狀態(tài)、輸入、輸出和狀態(tài)轉(zhuǎn)移函數(shù)組成B.摩爾型有限狀態(tài)機(jī)的輸出只取決于當(dāng)前狀態(tài)，米利型有限狀態(tài)機(jī)的輸出取決于當(dāng)前狀態(tài)和輸入C.可以使用狀態(tài)圖和狀態(tài)表來描述有限狀態(tài)機(jī)的行為D.有限狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)數(shù)量是固定的，不能根據(jù)實(shí)際需求動(dòng)態(tài)增加或減少26、在數(shù)字邏輯的教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)對于學(xué)生理解和掌握知識非常重要。以下關(guān)于數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)的描述，錯(cuò)誤的是（）A.實(shí)驗(yàn)可以幫助學(xué)生驗(yàn)證理論知識，提高動(dòng)手能力B.數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)通常包括硬件實(shí)驗(yàn)和軟件仿真實(shí)驗(yàn)C.在實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生可以自由修改實(shí)驗(yàn)設(shè)備和參數(shù)，無需遵循任何規(guī)則D.實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫有助于學(xué)生總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)問題并提出改進(jìn)方案27、在數(shù)字邏輯中，移位寄存器不僅可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的移位操作，還可以用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和串行-并行轉(zhuǎn)換。一個(gè)8位移位寄存器，在時(shí)鐘脈沖的作用下，將數(shù)據(jù)10101010串行輸入，經(jīng)過4個(gè)時(shí)鐘脈沖后，寄存器中的數(shù)據(jù)為：（）A.10101010B.01010101C.10100000D.0000101028、考慮數(shù)字邏輯中的移位寄存器的應(yīng)用，假設(shè)在數(shù)字通信系統(tǒng)中使用移位寄存器進(jìn)行數(shù)據(jù)的串行到并行轉(zhuǎn)換。以下關(guān)于這種應(yīng)用的優(yōu)勢和工作原理，哪個(gè)描述是準(zhǔn)確的（）A.提高數(shù)據(jù)傳輸速度B.增加數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤率C.移位寄存器在轉(zhuǎn)換過程中會(huì)丟失數(shù)據(jù)D.以上描述都不準(zhǔn)確29、若一個(gè)ROM有10根地址線，8根數(shù)據(jù)線，則其存儲(chǔ)容量為：（）A.10×8位B.2^10×8位C.10×2^8位D.2^10×2^8位30、當(dāng)研究數(shù)字邏輯中的奇偶校驗(yàn)碼時(shí)，假設(shè)要對一組8位數(shù)據(jù)進(jìn)行奇偶校驗(yàn)。以下關(guān)于奇偶校驗(yàn)的作用和特點(diǎn)，哪個(gè)描述是準(zhǔn)確的（）A.只能檢測奇數(shù)個(gè)錯(cuò)誤B.能糾正數(shù)據(jù)中的錯(cuò)誤C.奇偶校驗(yàn)位的位置是固定的D.增加了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃远⒎治鲱}（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)同步時(shí)序電路，用于實(shí)現(xiàn)一個(gè)有限脈沖響應(yīng)（FIR）濾波器。分析濾波器的系數(shù)計(jì)算和電路實(shí)現(xiàn)，考慮如何在數(shù)字電路中高效地完成乘法和累加操作，以及如何保證濾波器的穩(wěn)定性和性能。2、（本題5分）給定一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)中的時(shí)鐘分配網(wǎng)絡(luò)，需要將一個(gè)主時(shí)鐘信號分配到多個(gè)子模塊。分析時(shí)鐘分配的要求和挑戰(zhàn)，如時(shí)鐘偏差和抖動(dòng)。設(shè)計(jì)相應(yīng)的數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘的分配和同步，探討如何保證各個(gè)子模塊能夠準(zhǔn)確地接收和使用時(shí)鐘信號。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)有限狀態(tài)機(jī)（FSM），用于控制一個(gè)簡單的自動(dòng)售貨機(jī)系統(tǒng)。全面分析狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換、輸入輸出關(guān)系以及邏輯電路的實(shí)現(xiàn)。探討如何優(yōu)化狀態(tài)機(jī)的設(shè)計(jì)以提高系統(tǒng)的可靠性和響應(yīng)速度。4、（本題5分）利用數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字圖像水印嵌入和提取電路。詳細(xì)闡述水印算法和邏輯實(shí)現(xiàn)，分析水印的不可見性、魯棒性和提取準(zhǔn)確性，研究在版權(quán)保護(hù)中的應(yīng)用。5、（本題5分）給定一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)的面積約束條件，分析如何通過邏輯化簡、資源共享和模塊復(fù)用等方法來減少電路的硬件面積。探討面積優(yōu)化對系統(tǒng)性能和成本的影響。三、簡答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）闡述數(shù)字邏輯中可編程邏輯器件（PLD）的編程方式和下載流程，分析不同編程技術(shù)的特點(diǎn)。2、（本題5分）深入解釋在數(shù)字電路的靜電防護(hù)器件選擇中，依據(jù)的參數(shù)和性能特點(diǎn)。3、（本題5分）詳細(xì)闡述如