武漢工貿(mào)職業(yè)學(xué)院《數(shù)字資源檢索與應(yīng)用》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁武漢工貿(mào)職業(yè)學(xué)院

《數(shù)字資源檢索與應(yīng)用》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______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1分，共20分．在每小題給出的四個選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、可編程邏輯器件（PLD）為數(shù)字電路設(shè)計(jì)提供了靈活性。假設(shè)我們正在使用PLD進(jìn)行設(shè)計(jì)。以下關(guān)于PLD的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.可編程邏輯陣列（PLA）、可編程陣列邏輯（PAL）和通用陣列邏輯（GAL）都屬于PLDB.PLD可以通過編程實(shí)現(xiàn)特定的邏輯功能，減少硬件設(shè)計(jì)的復(fù)雜性C.復(fù)雜可編程邏輯器件（CPLD）和現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）在結(jié)構(gòu)和性能上有很大的差異D.一旦PLD被編程，就無法再次修改其邏輯功能2、在數(shù)字邏輯電路中，組合邏輯電路的輸出僅僅取決于當(dāng)前的輸入。假設(shè)設(shè)計(jì)一個用于判斷一個三位二進(jìn)制數(shù)是否能被3整除的組合邏輯電路。以下哪種方法可能是實(shí)現(xiàn)該電路的有效途徑（）A.使用卡諾圖進(jìn)行邏輯化簡B.直接通過邏輯門搭建，不進(jìn)行任何化簡C.采用中規(guī)模集成電路，如譯碼器D.以上方法都不可行3、對于一個異步清零的計(jì)數(shù)器，清零信號的有效時間應(yīng)該滿足什么條件？（）A.小于時鐘周期B.大于時鐘周期C.與時鐘周期無關(guān)D.以上都不對4、假設(shè)正在設(shè)計(jì)一個數(shù)字電路，用于實(shí)現(xiàn)兩個4位二進(jìn)制數(shù)的乘法運(yùn)算。如果要采用硬件實(shí)現(xiàn)，并且要求速度較快，以下哪種方法是最優(yōu)的？（）A.使用移位相加的方法，逐步計(jì)算乘積B.構(gòu)建一個乘法器的真值表，通過組合邏輯實(shí)現(xiàn)C.利用現(xiàn)有的乘法器集成電路芯片D.以上方法的效果相同，沒有優(yōu)劣之分5、在數(shù)字邏輯中，組合邏輯電路的輸出僅僅取決于當(dāng)前的輸入。以下關(guān)于組合邏輯電路特點(diǎn)的描述中，錯誤的是（）A.不包含記憶元件B.輸出與電路過去的狀態(tài)無關(guān)C.可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的邏輯功能，如加法器和編碼器D.其輸出會隨著輸入的變化而立即變化，沒有延遲6、在數(shù)字電路中，能夠?qū)⑤斎氲奶囟ùa轉(zhuǎn)換為高、低電平輸出的電路是？（）A.編碼器B.譯碼器C.數(shù)據(jù)分配器D.數(shù)據(jù)選擇器7、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)的錯誤率C.移位寄存器在轉(zhuǎn)換過程中會丟失數(shù)據(jù)D.以上描述都不準(zhǔn)確8、在數(shù)字電路中，加法器的進(jìn)位鏈可以采用不同的結(jié)構(gòu)。假設(shè)一個16位加法器，采用先行進(jìn)位結(jié)構(gòu)，與串行進(jìn)位結(jié)構(gòu)相比，以下哪個方面會有顯著的改善？（）A.電路的復(fù)雜度B.計(jì)算速度C.功耗D.占用的芯片面積9、在數(shù)字邏輯電路中，對于一個4位的二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，從初始狀態(tài)0000開始計(jì)數(shù)，經(jīng)過15個時鐘脈沖后，計(jì)數(shù)器的狀態(tài)將變?yōu)椋海ǎ〢.1111B.1110C.0000D.000110、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(jìn)行傳輸。以下哪種器件或模塊可能是最關(guān)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(jì)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)11、在數(shù)字電路中，使用譯碼器實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)時，若要實(shí)現(xiàn)一個3變量的邏輯函數(shù)，至少需要幾位的譯碼器？（）A.2B.3C.4D.812、在數(shù)字邏輯中，奇偶校驗(yàn)碼可以用于檢測數(shù)據(jù)傳輸中的錯誤。奇校驗(yàn)碼是指數(shù)據(jù)中1的個數(shù)加上校驗(yàn)位后為奇數(shù)，偶校驗(yàn)碼則相反。對于一個8位的數(shù)據(jù)10101100，采用偶校驗(yàn)碼時，校驗(yàn)位應(yīng)為：（）A.0B.1C.無法確定D.取決于傳輸方式13、數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要遵循一定的步驟和方法。假設(shè)我們正在設(shè)計(jì)一個簡單的數(shù)字系統(tǒng)。以下關(guān)于數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.首先需要明確系統(tǒng)的功能和性能要求，制定詳細(xì)的設(shè)計(jì)方案B.然后進(jìn)行模塊劃分和邏輯設(shè)計(jì)，使用硬件描述語言（HDL）進(jìn)行描述C.設(shè)計(jì)完成后需要進(jìn)行仿真驗(yàn)證，確保系統(tǒng)的功能正確無誤D.數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不需要考慮成本和可維護(hù)性，只要功能實(shí)現(xiàn)即可14、數(shù)字邏輯中的觸發(fā)器可以存儲一位二進(jìn)制數(shù)據(jù)。一個T觸發(fā)器，在時鐘上升沿到來時，根據(jù)輸入T的值確定輸出。如果T=1，時鐘上升沿到來后，輸出會怎樣變化？（）A.輸出會翻轉(zhuǎn)B.輸出會保持不變C.不確定D.根據(jù)其他因素判斷15、寄存器是數(shù)字系統(tǒng)中用于存儲數(shù)據(jù)的部件。以下關(guān)于寄存器的描述，錯誤的是（）A.寄存器可以由D觸發(fā)器或其他存儲元件構(gòu)成B.寄存器能夠在時鐘信號的控制下存儲和更新數(shù)據(jù)C.移位寄存器不僅可以存儲數(shù)據(jù)，還能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的移位操作D.寄存器的存儲容量是固定的，不能根據(jù)需要進(jìn)行擴(kuò)展16、對于一個由與非門組成的基本邏輯電路，已知輸入信號A=1，B=0，C=1，那么經(jīng)過邏輯運(yùn)算后的輸出結(jié)果是多少？（）A.0B.1C.不確定D.以上都不對17、在數(shù)字邏輯中，已知一個邏輯函數(shù)的真值表，若要用卡諾圖進(jìn)行化簡，首先需要確定什么？（）A.變量個數(shù)B.最小項(xiàng)C.最大項(xiàng)D.無關(guān)項(xiàng)18、邏輯函數(shù)的化簡是數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)。在化簡邏輯函數(shù)時，以下方法不常用的是（）A.公式法，運(yùn)用邏輯代數(shù)的基本公式和定律進(jìn)行化簡B.卡諾圖法，通過圖形的方式直觀地化簡邏輯函數(shù)C.真值表法，根據(jù)輸入輸出的真值表來化簡D.試探法，隨機(jī)嘗試不同的組合來找到最簡形式19、對于一個由JK觸發(fā)器構(gòu)成的時序電路，若要實(shí)現(xiàn)一個模5的計(jì)數(shù)器，J和K的輸入應(yīng)該如何設(shè)置？（）A.特定的邏輯組合B.隨機(jī)設(shè)置C.保持不變D.以上都不對20、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(xiàng)可以合并，那么最少需要幾個相鄰的最小項(xiàng)才能進(jìn)行合并？（）A.2B.4C.8D.16二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）解釋什么是數(shù)字邏輯中的流水線技術(shù)，它的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)是什么，以及在什么情況下使用。2、（本題5分）詳細(xì)說明在譯碼器的譯碼速度優(yōu)化中，采用的技術(shù)和實(shí)現(xiàn)方法。3、（本題5分）詳細(xì)闡述如何用硬件描述語言實(shí)現(xiàn)一個同步計(jì)數(shù)器的同步加載功能。4、（本題5分）闡述數(shù)字邏輯中三態(tài)門的工作原理和應(yīng)用場景，舉例說明其在總線系統(tǒng)中的作用。5、（本題5分）詳細(xì)闡述如何用邏輯門實(shí)現(xiàn)一個加法器的進(jìn)位選擇結(jié)構(gòu)，提高運(yùn)算速度。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計(jì)一個全加器，能夠進(jìn)行兩個8位二進(jìn)制數(shù)的加法運(yùn)算，并輸出結(jié)果和進(jìn)位。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個組合邏輯電路，實(shí)現(xiàn)將輸入的3位二進(jìn)制數(shù)乘以2的功能，輸出為4位二進(jìn)制數(shù)，給出邏輯表達(dá)式和電路圖。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個編碼器，將4096個輸入信號編碼為12位二進(jìn)制輸出信號。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個計(jì)數(shù)器，能夠?qū)崿F(xiàn)從0到127的計(jì)數(shù)，并在特定狀態(tài)下改變計(jì)數(shù)方向。5、（本題5分）用VerilogHDL描述一個能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)選擇和分配功能的模塊，具有多個輸入和多個輸出，通過控制信號選擇數(shù)據(jù)的流向。四、分析題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）給定一個數(shù)字圖像處理系統(tǒng)，需要對圖像的像素數(shù)據(jù)進(jìn)行灰度化和二值化處理。分析灰度化和二值化的算法和原理，設(shè)計(jì)相應(yīng)的數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)這些處理功能。探討如何根據(jù)圖像的特點(diǎn)選擇合適的閾值和處理參數(shù)。2、（本題10分）有一個數(shù)字系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)緩存模塊，需要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的暫存和讀取功能。分析緩存的工作原理和讀寫