廣東松山職業(yè)技術學院《數(shù)字圖像處理》2023-2024學年第一學期期末試卷

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(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁廣東松山職業(yè)技術學院

《數(shù)字圖像處理》2023-2024學年第一學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15個小題，每小題1分，共15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60進制進行計數(shù)的計數(shù)器，至少需要多少個觸發(fā)器？（）A.6B.7C.8D.92、在數(shù)字邏輯中，時序邏輯電路與組合邏輯電路的重要區(qū)別在于時序邏輯電路具有記憶功能。以下關于時序邏輯電路特點的描述中，正確的是（）A.輸出不僅取決于當前輸入，還取決于電路的過去狀態(tài)B.通常包含觸發(fā)器等存儲元件C.其行為可以用狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和狀態(tài)表來描述D.以上都是3、想象一個數(shù)字系統(tǒng)中，需要將并行的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)進行傳輸。以下哪種器件或模塊可能是最關鍵的？（）A.移位寄存器，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的串行移位輸出B.計數(shù)器，用于控制數(shù)據(jù)的移位順序C.編碼器，將并行數(shù)據(jù)編碼為串行格式D.譯碼器，將串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)4、考慮到一個數(shù)字系統(tǒng)的時鐘信號生成，時鐘的穩(wěn)定性和準確性對于整個系統(tǒng)的正常運行至關重要。假設需要設計一個能夠產(chǎn)生穩(wěn)定、高精度時鐘信號的電路，同時要考慮到功耗和成本的限制。以下哪種時鐘生成技術在滿足這些要求方面表現(xiàn)最為出色？（）A.晶體振蕩器B.環(huán)形振蕩器C.電感電容振蕩器D.壓控振蕩器5、在數(shù)字邏輯中，編碼器和解碼器是常用的組件。假如有一個8輸入3輸出的編碼器，當8個輸入中有且僅有一個為1時，輸出對應的3位二進制編碼。如果同時有多個輸入為1，則輸出為非法編碼。那么，這種編碼器屬于什么類型？（）A.普通編碼器，允許多個輸入同時有效B.優(yōu)先編碼器，能夠識別優(yōu)先級最高的輸入C.二進制編碼器，將輸入直接轉(zhuǎn)換為二進制編碼D.十進制編碼器，將十進制輸入轉(zhuǎn)換為編碼6、考慮一個數(shù)字系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)選擇器，它需要根據(jù)控制信號從多個輸入數(shù)據(jù)中選擇一個輸出。假設有4個輸入數(shù)據(jù)和2位的控制信號，以下哪種數(shù)據(jù)選擇器能夠?qū)崿F(xiàn)這個功能？（）A.4選1數(shù)據(jù)選擇器B.8選1數(shù)據(jù)選擇器C.16選1數(shù)據(jù)選擇器D.無法通過現(xiàn)有的數(shù)據(jù)選擇器實現(xiàn)，需要自行設計7、在數(shù)字電路中，加法器是實現(xiàn)加法運算的重要部件。以下關于加法器的描述中，錯誤的是（）A.半加器不考慮低位的進位B.全加器考慮低位的進位C.可以通過多個半加器組成全加器D.加法器的運算速度與位數(shù)無關8、已知一個JK觸發(fā)器的J和K輸入端都為1，在時鐘脈沖的下降沿，觸發(fā)器的狀態(tài)會怎樣變化？（）A.置0B.置1C.翻轉(zhuǎn)D.保持不變9、對于一個T觸發(fā)器，當T=1時，在時鐘脈沖作用下，觸發(fā)器實現(xiàn)的功能是：（）A.保持B.置0C.置1D.翻轉(zhuǎn)10、假設要設計一個數(shù)字電路來實現(xiàn)一個比較器，能夠比較兩個8位二進制數(shù)的大小。以下哪種結(jié)構可能是最直接的實現(xiàn)方式？（）A.使用逐位比較的方法，通過邏輯門產(chǎn)生比較結(jié)果B.將兩個數(shù)相減，根據(jù)結(jié)果的符號判斷大小C.先將兩個數(shù)轉(zhuǎn)換為十進制，然后進行比較D.以上方式都不適合實現(xiàn)比較器11、在數(shù)字邏輯的運算中，補碼是一種重要的表示方法。以下關于補碼的描述，錯誤的是（）A.正數(shù)的補碼與原碼相同，負數(shù)的補碼是原碼的各位取反，末位加1B.補碼可以方便地進行加法和減法運算，無需考慮符號位C.補碼的表示范圍比原碼和反碼更廣D.補碼的轉(zhuǎn)換過程非常復雜，在實際應用中很少使用12、在數(shù)字電路中，用卡諾圖化簡邏輯函數(shù)時，如果相鄰的最小項可以合并，那么最少需要幾個相鄰的最小項才能進行合并？（）A.2B.4C.8D.1613、在數(shù)字邏輯的邏輯函數(shù)化簡中，假設給定一個復雜的邏輯函數(shù)，需要使用卡諾圖進行化簡。以下哪種情況可能會導致卡諾圖化簡的難度增加？（）A.變量數(shù)量較多B.無關項較多C.邏輯函數(shù)的表達式復雜D.以上情況都可能14、假設正在設計一個數(shù)字電路，用于實現(xiàn)一個簡單的有限狀態(tài)機（FSM）。如果狀態(tài)數(shù)量較少，并且狀態(tài)轉(zhuǎn)換關系明確，以下哪種方法描述FSM是最直觀和易于理解的？（）A.狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖B.狀態(tài)轉(zhuǎn)換表C.用硬件描述語言編寫代碼D.以上方法的直觀性和易理解性相同15、在數(shù)字系統(tǒng)中，存儲器是用于存儲數(shù)據(jù)和程序的重要部件。以下關于只讀存儲器（ROM）特點的描述中，錯誤的是（）A.存儲的內(nèi)容在斷電后不會丟失B.只能讀取數(shù)據(jù)，不能寫入數(shù)據(jù)C.可以通過編程改變存儲的內(nèi)容D.常用于存儲固定不變的程序和數(shù)據(jù)二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）闡述數(shù)字邏輯中格雷碼的特點和優(yōu)勢，以及在哪些情況下格雷碼比二進制碼更適合使用。2、（本題5分）詳細說明在編碼器的編碼糾錯設計中，如何添加冗余位來檢測和糾正編碼中的錯誤。3、（本題5分）詳細闡述如何用硬件描述語言實現(xiàn)一個同步計數(shù)器的同步加載功能。4、（本題5分）在數(shù)字系統(tǒng)中，解釋如何利用數(shù)字邏輯實現(xiàn)數(shù)字信號的編碼壓縮和解壓縮，分析常見的編碼壓縮算法在數(shù)字邏輯中的實現(xiàn)。三、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）有一個使用JK觸發(fā)器和邏輯門構建的時序邏輯電路，分析電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換和輸出特性，給出狀態(tài)方程和輸出方程。通過具體的輸入序列，畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和時序圖進行解釋。2、（本題5分）有一個數(shù)字存儲系統(tǒng)，需要實現(xiàn)數(shù)據(jù)的寫入和讀取操作。設計相應的地址譯碼電路、存儲單元陣列和讀寫控制電路。分析在讀寫過程中如何保證數(shù)據(jù)的準確性和完整性，以及如何提高存儲系統(tǒng)的訪問速度和存儲容量。3、（本題5分）設計一個數(shù)字邏輯電路，實現(xiàn)一個5位的數(shù)值比較器，能夠判斷兩個輸入數(shù)的大小關系，并輸出相應的標志位。詳細描述比較器的邏輯功能和實現(xiàn)方法，通過真值表和邏輯表達式進行驗證，并畫出邏輯電路圖。思考該比較器在排序算法和數(shù)據(jù)處理中的優(yōu)化和擴展。4、（本題5分）使用觸發(fā)器和邏輯門構建一個有限狀態(tài)機（FSM），實現(xiàn)一個簡單的交通信號燈控制系統(tǒng)。規(guī)定不同的狀態(tài)表示紅燈、綠燈和黃燈的亮滅情況，并分析狀態(tài)轉(zhuǎn)換的條件和邏輯，探討如何增強系統(tǒng)的可靠性和可擴展性。5、（本題5分）設計一個數(shù)字電路，能夠?qū)斎氲拇袛?shù)據(jù)進行奇偶校驗，并輸出校驗結(jié)果。分析奇偶校驗的原理和實現(xiàn)方法，考慮如何在不同的數(shù)據(jù)傳輸速率下保證校驗的準確性和及時性。四、設計題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）用JK觸發(fā)器設計一個同步4位二進制計數(shù)器，畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖、邏輯電路圖，并分析其工作原理。2、（本題10分）使用D觸發(fā)