石家莊鐵道大學(xué)《數(shù)字媒體技術(shù)學(xué)科前沿》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁石家莊鐵道大學(xué)《數(shù)字媒體技術(shù)學(xué)科前沿》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共25個(gè)小題，每小題1分，共25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、觸發(fā)器是時(shí)序邏輯電路的基本存儲(chǔ)單元。關(guān)于基本RS觸發(fā)器，以下說法不正確的是（）A.基本RS觸發(fā)器存在不定狀態(tài)，在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)盡量避免B.基本RS觸發(fā)器可以由兩個(gè)與非門或者兩個(gè)或非門構(gòu)成C.基本RS觸發(fā)器的輸入信號(hào)直接控制輸出狀態(tài)的改變D.基本RS觸發(fā)器的輸出狀態(tài)在時(shí)鐘脈沖的上升沿或下降沿發(fā)生變化2、在數(shù)字系統(tǒng)的測(cè)試中，故障診斷是一項(xiàng)重要的任務(wù)。以下關(guān)于數(shù)字系統(tǒng)故障診斷的方法，錯(cuò)誤的是（）A.可以采用觀察法、測(cè)量法和替換法等B.邏輯分析儀是一種常用的故障診斷工具C.只要系統(tǒng)能正常工作，就不存在潛在的故障D.建立完善的測(cè)試方案有助于提高故障診斷的效率3、數(shù)字邏輯中的邏輯門有多種類型，如與門、或門、非門等。一個(gè)三輸入與門，當(dāng)三個(gè)輸入都為高電平時(shí)，輸出是什么電平？（）A.高電平B.低電平C.不確定D.根據(jù)其他因素判斷4、在數(shù)字邏輯中，有限狀態(tài)機(jī)（FSM）是一種重要的模型，用于描述時(shí)序邏輯電路的行為。以下關(guān)于有限狀態(tài)機(jī)的描述，錯(cuò)誤的是（）A.有限狀態(tài)機(jī)由狀態(tài)、輸入、輸出和狀態(tài)轉(zhuǎn)換組成B.可以使用狀態(tài)圖、狀態(tài)表和硬件描述語言來描述有限狀態(tài)機(jī)C.有限狀態(tài)機(jī)可以分為摩爾型和米利型兩種類型，它們的輸出與輸入的關(guān)系不同D.有限狀態(tài)機(jī)的設(shè)計(jì)非常復(fù)雜，在實(shí)際應(yīng)用中很少使用5、在數(shù)字邏輯的組合邏輯電路分析中，假設(shè)給定一個(gè)復(fù)雜的組合邏輯電路的真值表。以下哪種方法可以幫助快速確定其邏輯表達(dá)式（）A.觀察法B.卡諾圖法C.試錯(cuò)法D.以上方法都不可靠6、假設(shè)正在分析一個(gè)數(shù)字電路的功耗，以下哪個(gè)因素對(duì)于功耗的影響最為顯著？（）A.工作頻率，頻率越高功耗越大B.電源電壓，電壓越高功耗越大C.門電路的類型，不同類型功耗不同D.電路的規(guī)模，規(guī)模越大功耗越大7、加法器是數(shù)字電路中進(jìn)行加法運(yùn)算的重要部件。在半加器和全加器中，以下說法不正確的是（）A.半加器不考慮低位的進(jìn)位，而全加器需要考慮B.多個(gè)半加器可以組合成一個(gè)全加器C.全加器的進(jìn)位輸出只與當(dāng)前的輸入有關(guān)，與之前的運(yùn)算結(jié)果無關(guān)D.半加器和全加器都可以用邏輯門實(shí)現(xiàn)8、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(jí)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?？?，不會(huì)產(chǎn)生任何延遲9、對(duì)于一個(gè)4輸入的與門，輸入信號(hào)分別為A=1，B=0，C=1，D=0，則輸出信號(hào)為？（）A.0B.1C.不確定D.以上都不對(duì)10、想象一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)中，需要對(duì)一個(gè)高頻的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行分頻，得到較低頻率的信號(hào)。以下哪種分頻器的實(shí)現(xiàn)方式可能是最有效的？（）A.計(jì)數(shù)器式分頻器，通過計(jì)數(shù)實(shí)現(xiàn)分頻，簡(jiǎn)單可靠B.移位寄存器式分頻器，利用移位操作分頻，速度較快C.基于鎖相環(huán)的分頻器，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度分頻，但電路復(fù)雜D.以上分頻器方式效果相同，可以任意選擇11、在一個(gè)多位數(shù)字比較器中，如果要比較兩個(gè)8位的二進(jìn)制數(shù)，需要多少個(gè)基本比較單元？（）A.8B.16C.64D.25612、想象一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)中，需要對(duì)輸入的模擬信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化處理。以下哪個(gè)步驟可能是最先需要進(jìn)行的？（）A.采樣，按照一定的時(shí)間間隔獲取模擬信號(hào)的樣本值B.量化，將采樣得到的模擬值轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)字值C.編碼，對(duì)量化后的數(shù)字值進(jìn)行編碼，以便存儲(chǔ)和傳輸D.濾波，去除模擬信號(hào)中的噪聲13、對(duì)于一個(gè)3位的二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器，從初始狀態(tài)111開始計(jì)數(shù)，經(jīng)過5個(gè)時(shí)鐘脈沖后，計(jì)數(shù)器的狀態(tài)為：（）A.101B.100C.011D.01014、對(duì)于一個(gè)JK觸發(fā)器，當(dāng)J=0，K=1時(shí)，在時(shí)鐘脈沖作用下，其輸出狀態(tài)為？（）A.置0B.置1C.保持不變D.翻轉(zhuǎn)15、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（FPGA）是一種大規(guī)模的可編程邏輯器件。關(guān)于FPGA的結(jié)構(gòu)，以下說法不正確的是（）A.FPGA由可編程邏輯塊、輸入輸出塊和互連資源組成B.可編程邏輯塊是FPGA的基本邏輯單元C.FPGA的布線資源是固定的，不能重新配置D.FPGA可以通過硬件描述語言進(jìn)行編程16、在數(shù)字邏輯電路中，譯碼器的輸出可以連接到其他邏輯電路。一個(gè)3線-8線譯碼器的輸出連接到一個(gè)與門的輸入，當(dāng)譯碼器的輸入為特定值時(shí)，與門的輸出會(huì)怎樣？（）A.與門的輸出會(huì)根據(jù)譯碼器的輸出和與門的另一個(gè)輸入確定B.與門的輸出會(huì)始終為高電平C.不確定D.與門的輸出會(huì)始終為低電平17、在數(shù)字邏輯電路的可靠性設(shè)計(jì)中，假設(shè)一個(gè)電路需要在惡劣的環(huán)境條件下長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行，例如高溫、高濕度和強(qiáng)電磁干擾。為了提高電路的可靠性和容錯(cuò)能力，以下哪種技術(shù)或方法是經(jīng)常采用的？（）A.冗余設(shè)計(jì)B.電磁屏蔽C.散熱優(yōu)化D.以上都是18、移位寄存器在數(shù)字電路中用于數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和移位操作。假設(shè)我們正在使用移位寄存器。以下關(guān)于移位寄存器的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.移位寄存器可以實(shí)現(xiàn)串行輸入并行輸出、并行輸入串行輸出等多種工作方式B.環(huán)形移位寄存器和扭環(huán)形移位寄存器在功能上沒有本質(zhì)區(qū)別C.移位寄存器可以用于數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、延遲和串行-并行轉(zhuǎn)換D.移位寄存器中的數(shù)據(jù)可以在時(shí)鐘信號(hào)的控制下向左或向右移位19、計(jì)數(shù)器在數(shù)字系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用。以下關(guān)于計(jì)數(shù)器的描述，不準(zhǔn)確的是（）A.計(jì)數(shù)器可以按照遞增或遞減的方式計(jì)數(shù)B.異步計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)速度比同步計(jì)數(shù)器快C.計(jì)數(shù)器的模值決定了其計(jì)數(shù)的范圍D.可以通過觸發(fā)器和邏輯門來構(gòu)建計(jì)數(shù)器20、在數(shù)字電路中，半導(dǎo)體存儲(chǔ)器起著重要的存儲(chǔ)作用。假設(shè)我們正在研究半導(dǎo)體存儲(chǔ)器。以下關(guān)于半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）可以隨時(shí)讀寫數(shù)據(jù)，但斷電后數(shù)據(jù)會(huì)丟失B.只讀存儲(chǔ)器（ROM）中的數(shù)據(jù)在制造時(shí)就被固化，無法修改C.靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器（SRAM）和動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器（DRAM）的讀寫速度相同D.半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的容量和存儲(chǔ)速度是選擇存儲(chǔ)器時(shí)需要考慮的重要因素21、在數(shù)字邏輯中，若要將一個(gè)格雷碼轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制碼，以下哪種方法是正確的？（）A.直接轉(zhuǎn)換B.通過中間編碼轉(zhuǎn)換C.無法直接轉(zhuǎn)換D.以上都不對(duì)22、對(duì)于一個(gè)JK觸發(fā)器，當(dāng)J=1，K=1，在時(shí)鐘脈沖作用下，其輸出狀態(tài)將：（）A.翻轉(zhuǎn)B.置0C.置1D.保持不變23、數(shù)字邏輯中的寄存器可以用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。一個(gè)同步寄存器和一個(gè)異步寄存器的主要區(qū)別是什么？（）A.同步寄存器的存儲(chǔ)操作與時(shí)鐘同步，異步寄存器的存儲(chǔ)操作與時(shí)鐘不同步B.同步寄存器的存儲(chǔ)速度快，異步寄存器的存儲(chǔ)速度慢C.不確定D.同步寄存器和異步寄存器沒有區(qū)別24、譯碼器是編碼器的逆過程，它將編碼輸入轉(zhuǎn)換為特定的輸出信號(hào)。對(duì)于譯碼器，以下敘述錯(cuò)誤的是（）A.譯碼器可以將二進(jìn)制編碼轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)B.譯碼器的輸出通常是低電平有效，即輸出為低電平時(shí)表示有效C.譯碼器可以用于驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示數(shù)字D.譯碼器的輸入位數(shù)決定了其輸出信號(hào)的數(shù)量25、在數(shù)字電路的測(cè)試中，故障診斷是一項(xiàng)重要的任務(wù)。以下關(guān)于數(shù)字電路故障診斷的方法，不正確的是（）A.可以通過觀察電路的輸出信號(hào)來判斷是否存在故障B.可以使用邏輯分析儀來檢測(cè)電路中的信號(hào)C.對(duì)電路進(jìn)行仿真可以預(yù)測(cè)可能出現(xiàn)的故障D.故障診斷只能在電路制作完成后進(jìn)行，無法在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）闡述數(shù)字邏輯中奇偶校驗(yàn)碼的原理和生成方法，說明其在數(shù)據(jù)傳輸和存儲(chǔ)中的作用及糾錯(cuò)能力。2、（本題5分）詳細(xì)解釋數(shù)字邏輯中脈沖整形電路的作用和常見類型，如施密特觸發(fā)器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。3、（本題5分）闡述數(shù)字邏輯中只讀存儲(chǔ)器（ROM）的存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)和尋址方式，分析其容量擴(kuò)展方法。4、（本題5分）詳細(xì)說明在數(shù)字系統(tǒng)中，如何使用狀態(tài)機(jī)來描述和實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的邏輯控制過程，給出具體的例子。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）使用D觸發(fā)器設(shè)計(jì)一個(gè)同步時(shí)序邏輯電路，實(shí)現(xiàn)一個(gè)模7的加法計(jì)數(shù)器，畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和電路連接。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)能檢測(cè)輸入的八位二進(jìn)制數(shù)中1的個(gè)數(shù)是否為偶數(shù)的電路，用邏輯門實(shí)現(xiàn)，畫出邏輯圖。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)編碼器，將32個(gè)輸入信號(hào)編碼為5位二進(jìn)制輸出信號(hào)。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)能實(shí)現(xiàn)兩個(gè)2位二進(jìn)制數(shù)相乘的乘法器電路，采用門電路實(shí)現(xiàn)，列出真值表和邏輯表達(dá)式。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)全加器，能夠進(jìn)行三個(gè)64位二進(jìn)制數(shù)的加法運(yùn)算，并輸出結(jié)果和進(jìn)位的擴(kuò)展表示。四、分析題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)輸入的音頻信號(hào)進(jìn)行采樣和量化，并以數(shù)字形式輸出。分析采樣頻率和量化精度對(duì)音頻質(zhì)量的影響，以及如何優(yōu)化電路以提高音頻處理的性