广东松山职业技术学院《数字图像处理》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《数字图像处理》2023-2024学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分批阅人一、单选题（本大题共15个小题，每小题1分，共15分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）1、若要设计一个能对60进制进行计数的计数器，至少需要多少个触发器？（）A.6B.7C.8D.92、在数字逻辑中，时序逻辑电路与组合逻辑电路的重要区别在于时序逻辑电路具有记忆功能。以下关于时序逻辑电路特点的描述中，正确的是（）A.输出不仅取决于当前输入，还取决于电路的过去状态B.通常包含触发器等存储元件C.其行为可以用状态转换图和状态表来描述D.以上都是3、想象一个数字系统中，需要将并行的数据转换为串行数据进行传输。以下哪种器件或模块可能是最关键的？（）A.移位寄存器，能够实现数据的串行移位输出B.计数器，用于控制数据的移位顺序C.编码器，将并行数据编码为串行格式D.译码器，将串行数据转换为并行数据4、考虑到一个数字系统的时钟信号生成，时钟的稳定性和准确性对于整个系统的正常运行至关重要。假设需要设计一个能够产生稳定、高精度时钟信号的电路，同时要考虑到功耗和成本的限制。以下哪种时钟生成技术在满足这些要求方面表现最为出色？（）A.晶体振荡器B.环形振荡器C.电感电容振荡器D.压控振荡器5、在数字逻辑中，编码器和解码器是常用的组件。假如有一个8输入3输出的编码器，当8个输入中有且仅有一个为1时，输出对应的3位二进制编码。如果同时有多个输入为1，则输出为非法编码。那么，这种编码器属于什么类型？（）A.普通编码器，允许多个输入同时有效B.优先编码器，能够识别优先级最高的输入C.二进制编码器，将输入直接转换为二进制编码D.十进制编码器，将十进制输入转换为编码6、考虑一个数字系统中的数据选择器，它需要根据控制信号从多个输入数据中选择一个输出。假设有4个输入数据和2位的控制信号，以下哪种数据选择器能够实现这个功能？（）A.4选1数据选择器B.8选1数据选择器C.16选1数据选择器D.无法通过现有的数据选择器实现，需要自行设计7、在数字电路中，加法器是实现加法运算的重要部件。以下关于加法器的描述中，错误的是（）A.半加器不考虑低位的进位B.全加器考虑低位的进位C.可以通过多个半加器组成全加器D.加法器的运算速度与位数无关8、已知一个JK触发器的J和K输入端都为1，在时钟脉冲的下降沿，触发器的状态会怎样变化？（）A.置0B.置1C.翻转D.保持不变9、对于一个T触发器，当T=1时，在时钟脉冲作用下，触发器实现的功能是：（）A.保持B.置0C.置1D.翻转10、假设要设计一个数字电路来实现一个比较器，能够比较两个8位二进制数的大小。以下哪种结构可能是最直接的实现方式？（）A.使用逐位比较的方法，通过逻辑门产生比较结果B.将两个数相减，根据结果的符号判断大小C.先将两个数转换为十进制，然后进行比较D.以上方式都不适合实现比较器11、在数字逻辑的运算中，补码是一种重要的表示方法。以下关于补码的描述，错误的是（）A.正数的补码与原码相同，负数的补码是原码的各位取反，末位加1B.补码可以方便地进行加法和减法运算，无需考虑符号位C.补码的表示范围比原码和反码更广D.补码的转换过程非常复杂，在实际应用中很少使用12、在数字电路中，用卡诺图化简逻辑函数时，如果相邻的最小项可以合并，那么最少需要几个相邻的最小项才能进行合并？（）A.2B.4C.8D.1613、在数字逻辑的逻辑函数化简中，假设给定一个复杂的逻辑函数，需要使用卡诺图进行化简。以下哪种情况可能会导致卡诺图化简的难度增加？（）A.变量数量较多B.无关项较多C.逻辑函数的表达式复杂D.以上情况都可能14、假设正在设计一个数字电路，用于实现一个简单的有限状态机（FSM）。如果状态数量较少，并且状态转换关系明确，以下哪种方法描述FSM是最直观和易于理解的？（）A.状态转换图B.状态转换表C.用硬件描述语言编写代码D.以上方法的直观性和易理解性相同15、在数字系统中，存储器是用于存储数据和程序的重要部件。以下关于只读存储器（ROM）特点的描述中，错误的是（）A.存储的内容在断电后不会丢失B.只能读取数据，不能写入数据C.可以通过编程改变存储的内容D.常用于存储固定不变的程序和数据二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）阐述数字逻辑中格雷码的特点和优势，以及在哪些情况下格雷码比二进制码更适合使用。2、（本题5分）详细说明在编码器的编码纠错设计中，如何添加冗余位来检测和纠正编码中的错误。3、（本题5分）详细阐述如何用硬件描述语言实现一个同步计数器的同步加载功能。4、（本题5分）在数字系统中，解释如何利用数字逻辑实现数字信号的编码压缩和解压缩，分析常见的编码压缩算法在数字逻辑中的实现。三、分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）有一个使用JK触发器和逻辑门构建的时序逻辑电路，分析电路的状态转换和输出特性，给出状态方程和输出方程。通过具体的输入序列，画出状态转换图和时序图进行解释。2、（本题5分）有一个数字存储系统，需要实现数据的写入和读取操作。设计相应的地址译码电路、存储单元阵列和读写控制电路。分析在读写过程中如何保证数据的准确性和完整性，以及如何提高存储系统的访问速度和存储容量。3、（本题5分）设计一个数字逻辑电路，实现一个5位的数值比较器，能够判断两个输入数的大小关系，并输出相应的标志位。详细描述比较器的逻辑功能和实现方法，通过真值表和逻辑表达式进行验证，并画出逻辑电路图。思考该比较器在排序算法和数据处理中的优化和扩展。4、（本题5分）使用触发器和逻辑门构建一个有限状态机（FSM），实现一个简单的交通信号灯控制系统。规定不同的状态表示红灯、绿灯和黄灯的亮灭情况，并分析状态转换的条件和逻辑，探讨如何增强系统的可靠性和可扩展性。5、（本题5分）设计一个数字电路，能够对输入的串行数据进行奇偶校验，并输出校验结果。分析奇偶校验的原理和实现方法，考虑如何在不同的数据传输速率下保证校验的准确性和及时性。四、设计题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）用JK触发器设计一个同步4位二进制计数器，画出状态转换图、逻辑电路图，并分析其工作原理。2、（本题10分）使用D触发