上海師范大學(xué)《視覺(jué)藝術(shù)數(shù)字化表現(xiàn)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題2分，共40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、假設(shè)要設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)有限狀態(tài)機(jī)，描述一個(gè)按特定順序執(zhí)行的操作流程。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要確定狀態(tài)的數(shù)量和轉(zhuǎn)換條件。以下哪種方法可能有助于清晰地設(shè)計(jì)狀態(tài)機(jī)？（）A.畫(huà)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，直觀表示狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系和條件B.直接編寫(xiě)邏輯表達(dá)式，通過(guò)計(jì)算確定狀態(tài)轉(zhuǎn)換C.先構(gòu)建硬件電路，然后根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況調(diào)整狀態(tài)D.隨機(jī)設(shè)定狀態(tài)和轉(zhuǎn)換條件，通過(guò)試驗(yàn)找到合適的設(shè)計(jì)2、在數(shù)字圖像處理領(lǐng)域，數(shù)字邏輯可以用于圖像的采集、存儲(chǔ)和處理。以下關(guān)于數(shù)字邏輯在數(shù)字圖像處理中的應(yīng)用，錯(cuò)誤的是（）A.圖像傳感器輸出的模擬信號(hào)可以通過(guò)數(shù)字邏輯電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)B.數(shù)字邏輯可以用于圖像的壓縮和加密，提高圖像的傳輸和存儲(chǔ)效率C.圖像的濾波、邊緣檢測(cè)等處理算法可以完全由數(shù)字邏輯電路實(shí)現(xiàn)D.數(shù)字邏輯在數(shù)字圖像處理中的應(yīng)用主要是輔助性的，不是核心部分3、假設(shè)要設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，用于判斷一個(gè)16位二進(jìn)制數(shù)是否能被4整除。以下哪種邏輯表達(dá)式或方法是最簡(jiǎn)便的？（）A.檢查低兩位是否為0B.將數(shù)除以4，判斷余數(shù)是否為0C.對(duì)每4位進(jìn)行分組，檢查各組的數(shù)值D.以上方法都很復(fù)雜，無(wú)法簡(jiǎn)便地實(shí)現(xiàn)該功能4、在數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)中，若要使用PLA（可編程邏輯陣列）實(shí)現(xiàn)一個(gè)特定的邏輯功能，首先需要進(jìn)行什么操作？（）A.編程B.布線(xiàn)C.繪制邏輯圖D.以上都不是5、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(méi)有區(qū)別6、已知一個(gè)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)時(shí)鐘頻率為20MHz，要計(jì)滿(mǎn)1000個(gè)數(shù)，大約需要多長(zhǎng)時(shí)間？（）A.50μsB.50msC.500μsD.500ms7、假設(shè)要設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)加法/減法器，能夠根據(jù)控制信號(hào)選擇進(jìn)行加法或減法操作。以下哪種設(shè)計(jì)思路可能是最合理的？（）A.使用一個(gè)加法器和一個(gè)減法器，通過(guò)控制信號(hào)選擇輸出B.在加法器的基礎(chǔ)上，通過(guò)改變輸入的符號(hào)實(shí)現(xiàn)減法操作C.重新設(shè)計(jì)一個(gè)能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)加法和減法的專(zhuān)用電路D.以上思路都不合理8、當(dāng)研究數(shù)字邏輯中的鎖存器時(shí)，假設(shè)一個(gè)鎖存器在輸入信號(hào)消失后仍然保持其輸出狀態(tài)。以下關(guān)于鎖存器的特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)景，哪個(gè)說(shuō)法是正確的（）A.常用于臨時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)B.不能用于數(shù)據(jù)的同步C.輸出狀態(tài)只能由時(shí)鐘信號(hào)改變D.以上說(shuō)法都不正確9、對(duì)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(hào)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10、假設(shè)要設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路來(lái)判斷一個(gè)8位二進(jìn)制數(shù)是否為偶數(shù)。在實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能時(shí)，需要考慮邏輯門(mén)的使用和電路的簡(jiǎn)化。以下哪種方法可能是最直接有效的？（）A.對(duì)二進(jìn)制數(shù)的最低位進(jìn)行判斷，如果為0則是偶數(shù)，使用一個(gè)與門(mén)即可B.將二進(jìn)制數(shù)除以2，判斷余數(shù)是否為0，需要使用復(fù)雜的除法電路C.對(duì)二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行逐位與運(yùn)算，根據(jù)結(jié)果判斷，會(huì)使用較多的邏輯門(mén)D.先將二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制，再判斷是否能被2整除，涉及復(fù)雜的轉(zhuǎn)換電路11、考慮到一個(gè)數(shù)字信號(hào)的傳輸和接收系統(tǒng)，需要對(duì)信號(hào)進(jìn)行編碼以提高傳輸效率和抗干擾能力。假設(shè)采用了曼徹斯特編碼方式，在接收端需要相應(yīng)的解碼電路來(lái)恢復(fù)原始數(shù)據(jù)。以下關(guān)于曼徹斯特編碼的特點(diǎn)，哪個(gè)描述是正確的？（）A.每個(gè)時(shí)鐘周期都有跳變B.編碼效率高C.無(wú)自同步能力D.抗干擾能力差12、在數(shù)字系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)選擇器可以根據(jù)控制信號(hào)從多個(gè)輸入數(shù)據(jù)中選擇一個(gè)輸出。以下關(guān)于數(shù)據(jù)選擇器的描述中，正確的是（）A.數(shù)據(jù)選擇器的輸入數(shù)量是固定的B.控制信號(hào)的位數(shù)決定了輸入數(shù)據(jù)的數(shù)量C.可以用數(shù)據(jù)選擇器實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)D.數(shù)據(jù)選擇器不能級(jí)聯(lián)使用13、在數(shù)字電路中，組合邏輯電路的輸出僅取決于當(dāng)前的輸入。以下關(guān)于組合邏輯電路的描述中，不正確的是（）A.加法器是一種常見(jiàn)的組合邏輯電路B.組合邏輯電路不存在反饋回路C.編碼器和譯碼器都屬于組合邏輯電路D.組合邏輯電路在工作過(guò)程中，輸出狀態(tài)會(huì)隨輸入的變化而不斷改變14、考慮一個(gè)復(fù)雜的數(shù)字系統(tǒng)，其中包含多個(gè)子模塊。為了確保各個(gè)子模塊之間能夠正確地通信和協(xié)調(diào)工作，通常會(huì)使用一些控制信號(hào)。如果要產(chǎn)生一個(gè)同步的控制信號(hào)，使得多個(gè)子模塊在特定的時(shí)鐘周期內(nèi)執(zhí)行特定的操作，以下哪種方法是最可靠的？（）A.使用一個(gè)單獨(dú)的時(shí)鐘源，通過(guò)分頻產(chǎn)生控制信號(hào)B.利用組合邏輯電路根據(jù)輸入條件生成控制信號(hào)C.隨機(jī)生成控制信號(hào)，依靠系統(tǒng)的容錯(cuò)能力來(lái)保證正確運(yùn)行D.以上方法都不可靠，無(wú)法實(shí)現(xiàn)同步控制15、數(shù)字邏輯是計(jì)算機(jī)科學(xué)和電子工程的重要基礎(chǔ)，它主要研究數(shù)字信號(hào)和數(shù)字電路的設(shè)計(jì)與分析。在數(shù)字邏輯中，二進(jìn)制數(shù)是最基本的數(shù)值表示形式。以下關(guān)于二進(jìn)制數(shù)的描述，錯(cuò)誤的是（）A.二進(jìn)制數(shù)只有0和1兩個(gè)數(shù)字B.二進(jìn)制數(shù)的位權(quán)是2的冪次方C.二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)可以通過(guò)位權(quán)展開(kāi)相加的方法D.二進(jìn)制數(shù)在進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算時(shí)，規(guī)則比十進(jìn)制數(shù)簡(jiǎn)單，所以在所有情況下都更適合進(jìn)行計(jì)算16、在數(shù)字電路中，異步時(shí)序電路與同步時(shí)序電路相比，具有一些不同的特點(diǎn)。假設(shè)一個(gè)異步計(jì)數(shù)器，其計(jì)數(shù)速度可能會(huì)受到以下哪個(gè)因素的影響？（）A.時(shí)鐘信號(hào)的頻率B.觸發(fā)器的類(lèi)型C.各觸發(fā)器之間的延遲差異D.計(jì)數(shù)器的初始值17、在數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)中，如何判斷一個(gè)數(shù)字邏輯電路是否存在動(dòng)態(tài)冒險(xiǎn)？如果存在動(dòng)態(tài)冒險(xiǎn)，如何消除？（）A.通過(guò)分析邏輯表達(dá)式或卡諾圖判斷是否存在動(dòng)態(tài)冒險(xiǎn)，可以通過(guò)增加冗余項(xiàng)消除動(dòng)態(tài)冒險(xiǎn)B.通過(guò)觀察電路的輸入輸出波形判斷是否存在動(dòng)態(tài)冒險(xiǎn)，可以通過(guò)改變電路的結(jié)構(gòu)消除動(dòng)態(tài)冒險(xiǎn)C.不確定D.動(dòng)態(tài)冒險(xiǎn)很難判斷和消除18、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(shì)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(guò)程中會(huì)丟失數(shù)據(jù)D.以上描述都不準(zhǔn)確19、在數(shù)字邏輯電路的競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)現(xiàn)象中，當(dāng)輸入信號(hào)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(jìng)爭(zhēng)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(mén)的數(shù)量C.改變輸入信號(hào)的頻率D.以上方法都不能消除競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)20、在數(shù)字電路中，若要存儲(chǔ)8位的數(shù)據(jù)，以下哪種存儲(chǔ)器件是合適的選擇？（）A.SRAMB.DRAMC.ROMD.以上都是二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）解釋什么是數(shù)字邏輯中的毛刺，它是如何產(chǎn)生的，以及對(duì)電路的影響。2、（本題5分）闡述數(shù)字邏輯中加法器和減法器的進(jìn)位傳播延遲分析和優(yōu)化方法，通過(guò)實(shí)際電路計(jì)算說(shuō)明其影響。3、（本題5分）詳細(xì)闡述如何用硬件描述語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)一個(gè)狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)恢復(fù)功能，應(yīng)對(duì)異常情況。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，能夠?qū)斎氲?位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行壓縮，只保留其中的偶數(shù)位，輸出為5位二進(jìn)制數(shù)，畫(huà)出邏輯電路圖。2、（本題5分）用D觸發(fā)器設(shè)計(jì)一個(gè)能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和清除功能的電路，給出邏輯圖和操作說(shuō)明。3、（本題5分）用JK觸發(fā)器設(shè)計(jì)一個(gè)能實(shí)現(xiàn)狀態(tài)跳轉(zhuǎn)并記憶的電路，畫(huà)出狀態(tài)圖和邏輯圖。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)能判斷輸入的8位二進(jìn)制數(shù)是否為完全平方數(shù)的邏輯電路，列出真值表和邏輯表達(dá)式。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，能夠判斷輸入的8位二進(jìn)制數(shù)是否為回文數(shù)（即正著讀和倒著讀相同），輸出結(jié)果為1表示是，0表示否，畫(huà)出邏輯電路圖。四、分析題（本大題共2個(gè)小題，共20分)1、（本題10分）有一個(gè)數(shù)字圖像處理系