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頁哈爾濱廣廈學(xué)院《數(shù)字圖像處理》

2023-2024學(xué)年第二學(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、考慮數(shù)字邏輯中的狀態(tài)化簡(jiǎn)，假設(shè)一個(gè)狀態(tài)機(jī)有多個(gè)冗余狀態(tài)。以下哪種方法最常用于消除這些冗余狀態(tài)？（）A.狀態(tài)分配B.等價(jià)類劃分C.最小化算法D.以上方法均可2、已知一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率為100MHz，則其時(shí)鐘周期為：（）A.10nsB.100nsC.1μsD.10μs3、在數(shù)字系統(tǒng)中，經(jīng)常需要進(jìn)行數(shù)值的比較和判斷。比較器可以用于比較兩個(gè)數(shù)字的大小。一個(gè)4位數(shù)值比較器，當(dāng)輸入A=1010，B=1100時(shí)，輸出的結(jié)果為：（）A.A>BB.A<BC.A=BD.無法確定4、在數(shù)字電路中，競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)現(xiàn)象可能會(huì)導(dǎo)致輸出出現(xiàn)錯(cuò)誤。假設(shè)我們正在分析一個(gè)存在競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)的電路。以下關(guān)于競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)產(chǎn)生的原因是由于信號(hào)在邏輯門電路中的傳輸延遲不同B.可以通過增加冗余項(xiàng)、接入濾波電容等方法消除競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)C.競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)只會(huì)在組合邏輯電路中出現(xiàn)，時(shí)序邏輯電路中不會(huì)出現(xiàn)D.只要邏輯電路的設(shè)計(jì)合理，就一定不會(huì)出現(xiàn)競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)現(xiàn)象5、若一個(gè)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)容量為100，采用二進(jìn)制編碼，則至少需要多少位觸發(fā)器？（）A.5位B.6位C.7位D.8位6、在數(shù)字電路中，需要對(duì)多個(gè)邏輯信號(hào)進(jìn)行編碼以減少信號(hào)線的數(shù)量。假設(shè)要對(duì)8個(gè)不同的邏輯信號(hào)進(jìn)行編碼，至少需要多少位二進(jìn)制編碼？（）A.2位B.3位C.4位D.8位7、在數(shù)字邏輯電路中，使用集成電路芯片構(gòu)建電路時(shí)，需要考慮芯片的引腳功能和連接方式。假設(shè)使用一個(gè)特定的譯碼器芯片，以下關(guān)于芯片引腳的理解和使用，哪個(gè)是正確的（）A.所有引腳的功能都是固定的，不能改變B.可以根據(jù)需要靈活配置某些引腳的功能C.引腳的連接順序不影響電路功能D.以上說法都不正確8、編碼器能夠?qū)⑤斎氲男盘?hào)轉(zhuǎn)換為特定的編碼輸出。對(duì)于編碼器的工作原理和特點(diǎn)，以下敘述不正確的是（）A.普通編碼器在多個(gè)輸入同時(shí)有效時(shí)，可能會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤輸出B.優(yōu)先編碼器會(huì)對(duì)輸入信號(hào)的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行判斷C.編碼器可以將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)D.編碼器的輸出編碼位數(shù)取決于輸入信號(hào)的數(shù)量9、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.01010、若一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率為50MHz，經(jīng)過一個(gè)四分頻電路后，輸出信號(hào)的周期是多少？（）A.80nsB.40nsC.20nsD.10ns11、用卡諾圖化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)F(A,B,C,D)=∑m(1,3,5,7,9,11,13,15)，結(jié)果為？（）A.1B.0C.A+BD.A'B'12、想象一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)中，需要實(shí)現(xiàn)一個(gè)數(shù)據(jù)緩沖器，能夠暫時(shí)存儲(chǔ)輸入的數(shù)據(jù)。以下哪種器件可能是最適合的？（）A.鎖存器，能夠在特定條件下保持?jǐn)?shù)據(jù)B.寄存器，具有更穩(wěn)定的存儲(chǔ)和控制功能C.計(jì)數(shù)器，主要用于計(jì)數(shù)操作，不適合作為緩沖器D.譯碼器，用于將編碼轉(zhuǎn)換為特定的輸出13、在數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)中，需要將邏輯表達(dá)式化簡(jiǎn)以減少邏輯門的數(shù)量。假設(shè)一個(gè)邏輯表達(dá)式為F=AB+AC+BC，以下哪種化簡(jiǎn)方法能夠得到最簡(jiǎn)形式？（）A.運(yùn)用布爾代數(shù)定律B.卡諾圖法C.公式推導(dǎo)法D.以上方法都可以14、在數(shù)字邏輯的應(yīng)用中，計(jì)算機(jī)的CPU設(shè)計(jì)是一個(gè)重要的領(lǐng)域。以下關(guān)于CPU中數(shù)字邏輯的描述，錯(cuò)誤的是（）A.CPU中的算術(shù)邏輯單元（ALU）使用數(shù)字邏輯電路來實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)算B.控制單元通過數(shù)字邏輯電路產(chǎn)生控制信號(hào)，協(xié)調(diào)CPU的工作C.CPU的性能主要取決于數(shù)字邏輯電路的速度和復(fù)雜度D.CPU的設(shè)計(jì)與數(shù)字邏輯的知識(shí)無關(guān)，只需要考慮軟件的需求15、在數(shù)字邏輯中，數(shù)值比較器用于比較兩個(gè)數(shù)字的大小。以下關(guān)于數(shù)值比較器功能的描述中，不正確的是（）A.可以比較兩個(gè)多位二進(jìn)制數(shù)的大小B.輸出包括大于、小于和等于三種情況C.比較器的位數(shù)決定了能夠比較的數(shù)字的范圍D.數(shù)值比較器只能比較同進(jìn)制的數(shù)字16、在數(shù)字邏輯電路中，移位寄存器可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的移位操作。一個(gè)4位右移寄存器，當(dāng)輸入為特定的二進(jìn)制數(shù)時(shí)，經(jīng)過多次時(shí)鐘脈沖后，輸出會(huì)發(fā)生什么變化？（）A.輸出的數(shù)據(jù)依次向右移動(dòng)B.輸出的數(shù)據(jù)依次向左移動(dòng)C.不確定D.輸出的數(shù)據(jù)保持不變17、若要設(shè)計(jì)一個(gè)能對(duì)輸入的5位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行奇偶校驗(yàn)的電路，以下哪種方法較為合適？（）A.使用異或門B.使用加法器C.使用計(jì)數(shù)器D.使用比較器18、對(duì)于一個(gè)由多個(gè)觸發(fā)器組成的同步時(shí)序電路，若其中一個(gè)觸發(fā)器出現(xiàn)故障，會(huì)對(duì)整個(gè)電路的工作產(chǎn)生怎樣的影響？（）A.部分功能失效B.完全停止工作C.輸出錯(cuò)誤結(jié)果D.以上都有可能19、在數(shù)字邏輯中，若要判斷一個(gè)8位二進(jìn)制數(shù)是否能被4整除，以下哪種方法較為簡(jiǎn)便？（）A.檢查低兩位是否為0B.檢查高兩位是否為0C.進(jìn)行除法運(yùn)算D.以上都不是20、時(shí)序邏輯電路與組合邏輯電路不同，它具有記憶功能，能夠存儲(chǔ)過去的輸入信息。以下關(guān)于時(shí)序邏輯電路的描述，錯(cuò)誤的是（）A.觸發(fā)器是時(shí)序邏輯電路的基本存儲(chǔ)單元，常見的有D觸發(fā)器、JK觸發(fā)器等B.時(shí)序邏輯電路的輸出不僅取決于當(dāng)前的輸入，還與電路的過去狀態(tài)有關(guān)C.時(shí)序邏輯電路可以用狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖、狀態(tài)表等方式進(jìn)行描述D.時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)比組合邏輯電路簡(jiǎn)單，不需要考慮復(fù)雜的時(shí)序關(guān)系21、在數(shù)字系統(tǒng)中，需要將并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸。以下哪種電路可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能？（）A.并行-串行轉(zhuǎn)換器，逐位輸出數(shù)據(jù)B.串行-并行轉(zhuǎn)換器，與需求相反C.計(jì)數(shù)器，通過計(jì)數(shù)控制數(shù)據(jù)輸出D.編碼器，對(duì)輸入進(jìn)行編碼22、在數(shù)字邏輯電路的可測(cè)試性設(shè)計(jì)中，假設(shè)一個(gè)復(fù)雜的集成電路需要進(jìn)行生產(chǎn)測(cè)試和故障診斷。為了提高測(cè)試效率和覆蓋率，需要在設(shè)計(jì)階段考慮可測(cè)試性結(jié)構(gòu)的插入。以下哪種可測(cè)試性結(jié)構(gòu)對(duì)于大規(guī)模集成電路的測(cè)試最為有效？（）A.掃描鏈B.邊界掃描C.內(nèi)置自測(cè)試（BIST）D.以上都是23、在數(shù)字邏輯電路中，數(shù)據(jù)選擇器可以實(shí)現(xiàn)多路數(shù)據(jù)的選擇輸出。一個(gè)8選1數(shù)據(jù)選擇器，需要多少個(gè)控制信號(hào)？（）A.3個(gè)B.4個(gè)C.不確定D.根據(jù)數(shù)據(jù)選擇器的類型判斷24、邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)方法有多種。假設(shè)我們正在嘗試化簡(jiǎn)一個(gè)復(fù)雜的邏輯函數(shù)。以下關(guān)于邏輯函數(shù)化簡(jiǎn)的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.公式法化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)需要熟練掌握布爾代數(shù)的定律和規(guī)則B.卡諾圖化簡(jiǎn)法直觀形象，適用于變量較少的邏輯函數(shù)化簡(jiǎn)C.無論使用哪種化簡(jiǎn)方法，得到的最簡(jiǎn)邏輯表達(dá)式都是唯一的D.邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)可以降低電路成本，提高電路的可靠性和穩(wěn)定性25、對(duì)于一個(gè)由JK觸發(fā)器構(gòu)成的時(shí)序電路，若要實(shí)現(xiàn)一個(gè)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(duì)二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）說明在數(shù)字系統(tǒng)中如何進(jìn)行數(shù)字信號(hào)的加密和解密，保障數(shù)據(jù)安全。2、（本題5分）詳細(xì)闡述如何用Verilog或VHDL語言描述一個(gè)計(jì)數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程。3、（本題5分）深入分析在數(shù)字邏輯電路的測(cè)試中，常用的測(cè)試方法和測(cè)試向量生成的原則。4、（本題5分）詳細(xì)說明數(shù)字邏輯中編碼器和譯碼器的集成度和封裝形式對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的影響，分析在不同應(yīng)用場(chǎng)景中的選擇策略。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)自動(dòng)售貨機(jī)的控制電路，根據(jù)投入的貨幣和選擇的商品輸出相應(yīng)的控制信號(hào)，畫出邏輯圖和狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。2、（本題5分）使用計(jì)數(shù)器和移位寄存器設(shè)計(jì)一個(gè)能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)隨機(jī)移位和存儲(chǔ)的電路，畫出邏輯圖和操作模式。3、（本題5分）用邏輯門設(shè)計(jì)一個(gè)能實(shí)現(xiàn)兩個(gè)3位二進(jìn)制數(shù)大小比較的電路，輸出比較結(jié)果，畫出邏輯圖和真值表。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，能夠判斷輸入的21位二進(jìn)制數(shù)中是否存在連續(xù)的7個(gè)1，輸出結(jié)果為1表示存在，0表示不存在，給出邏輯表達(dá)式和電路連接。5、（本題5分）用數(shù)據(jù)選擇器和邏輯門設(shè)計(jì)一個(gè)能判斷輸入的4位二進(jìn)制數(shù)是否為偶數(shù)的電路，給出邏輯圖和分析過程。四、分析題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）有一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)，包含一個(gè)8位的計(jì)數(shù)器和一個(gè)比較器。計(jì)數(shù)器從0開始計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)值達(dá)到給定的8位二進(jìn)制數(shù)時(shí)，比較器輸出高電平。請(qǐng)分析計(jì)數(shù)器和比較器的工作原理，給出邏輯表達(dá)式和時(shí)序圖，并討論該系統(tǒng)在定時(shí)控制和事件觸發(fā)中的作用。2、（