长沙医学院《数字媒体概论》2023-2024学年第二学期期末试卷

站名：站名：年级专业：姓名：学号：凡年级专业、姓名、学号错写、漏写或字迹不清者，成绩按零分记。…………密………………封………………线…………第1页，共4页长沙医学院《数字媒体概论》

2023-2024学年第二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30个小题，每小题1分，共30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、对于一个同步时序逻辑电路，若状态转换图中有8个状态，至少需要几个触发器来表示这些状态？（）A.2B.3C.4D.52、在数字逻辑中，数制的转换是一项基本的操作。将十进制数转换为二进制数时，以下方法错误的是（）A.除2取余法，将每次的余数从右往左排列B.不断将十进制数除以2，直到商为0C.可以先将十进制数转换为八进制，再将八进制转换为二进制D.直接按照二进制的位权展开计算3、在数字电路中，使用加法器实现两个8位有符号数的加法运算，若最高位产生进位，那么这个进位表示什么？（）A.溢出B.正常进位C.错误D.以上都不对4、在数字逻辑中，三态门有着特殊的应用。假设我们正在使用三态门构建电路。以下关于三态门的描述，哪一项是不正确的？（）A.三态门有高电平、低电平、高阻态三种输出状态B.三态门常用于实现总线结构，允许多个设备共享数据总线C.当三态门处于高阻态时，相当于与总线断开连接D.三态门的控制信号只有一个，用于控制输出状态的切换5、已知一个8位的D/A转换器，输入数字量为10000000，参考电压为5V，那么输出的模拟电压大约是多少？（）A.0.39VB.1.25VC.2.5VD.5V6、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.97、在数字逻辑的未来发展趋势中，以下关于人工智能与数字逻辑的融合的描述，不正确的是（）A.数字逻辑将在人工智能的硬件实现中发挥重要作用B.人工智能的发展将推动数字逻辑技术的创新C.数字逻辑的发展将完全依赖于人工智能的需求D.两者的融合将为计算领域带来新的突破和应用8、在数字电路的测试和验证中，常用的方法有功能测试、时序测试等。以下关于数字电路测试的描述，不正确的是（）A.功能测试主要检查电路在各种输入组合下的输出是否符合预期B.时序测试用于验证电路的时序特性，如建立时间和保持时间是否满足要求C.测试向量是一组用于测试电路的输入值，其生成是一个简单的过程D.数字电路的测试可以完全保证电路在实际应用中的可靠性和稳定性9、在数字系统中，需要将并行数据转换为串行数据进行传输。以下哪种电路可以实现这个功能？（）A.并行-串行转换器，逐位输出数据B.串行-并行转换器，与需求相反C.计数器，通过计数控制数据输出D.编码器，对输入进行编码10、已知一个数字系统采用8位二进制补码表示整数，那么其能表示的数值范围是多少？（）A.-128到127B.-255到255C.-256到255D.0到25511、对于一个用FPGA实现的数字逻辑电路，以下哪种描述方式通常被使用？（）A.原理图B.硬件描述语言C.真值表D.以上都可以12、在数字逻辑中，奇偶校验码常用于检测数据传输中的错误。以下关于奇偶校验码的描述中，错误的是（）A.奇偶校验码可以检测出奇数位错误B.奇校验码中1的个数为奇数，偶校验码中1的个数为偶数C.奇偶校验码不能纠正错误，只能检测错误D.奇偶校验码增加的校验位越多，检测错误的能力越强13、当设计一个数字逻辑电路来比较两个4位二进制数的大小关系时，以下哪种电路结构和逻辑门的组合可能是最有效的（）A.使用多个比较器级联B.仅使用与门和或门C.通过加法器计算差值判断D.以上方法都效率低下14、在数字逻辑中，对于一个时序逻辑电路，其状态转换图是分析和设计的重要工具。假设给定一个状态转换图，以下哪种方法可以最准确地判断该电路的功能是否正确？（）A.对照输入输出关系表进行检查B.进行数学推导和计算C.通过硬件实现并实际测试D.凭借经验和直觉判断15、考虑一个数字系统，需要对输入的数字信号进行编码压缩，以减少存储空间和传输带宽。以下哪种编码压缩方法在数据重复性较高的情况下效果较好？（）A.哈夫曼编码B.算术编码C.行程编码D.以上编码方法的效果相同，与数据特点无关16、对于一个用VHDL描述的数字逻辑电路，以下哪种数据类型通常用于表示二进制数？（）A.integerB.std_logic_vectorC.bitD.boolean17、对于一个3位的环形计数器，初始状态为100，经过3个时钟脉冲后，计数器的状态将变为：（）A.001B.010C.100D.11118、在组合逻辑电路设计中，若要实现一个四选一的数据选择器，最少需要使用几个二输入与门？（）A.2B.3C.4D.519、假设正在分析一个组合逻辑电路的功能，已知其输入为A、B、C，输出为Y。通过真值表得到了输入和输出的对应关系。以下哪种方法可以最直观地描述该电路的逻辑功能？（）A.逻辑表达式，用与、或、非等运算表示B.逻辑电路图，展示门电路的连接C.波形图，显示输入输出随时间的变化D.文字描述，详细说明输入输出的关系20、在数字逻辑中，提高数字电路的可靠性可以采用多种措施。以下措施中，不能提高数字电路可靠性的是（）A.采用冗余设计B.优化电路布局和布线C.提高工作电压D.选用高质量的元器件21、在数字逻辑电路的接口设计中，假设需要将一个数字逻辑电路与外部模拟设备进行连接。为了实现数字信号与模拟信号的转换，需要使用专门的接口电路。以下哪种接口电路在这种情况下是常用的？（）A.数模转换器（DAC）B.模数转换器（ADC）C.电平转换器D.以上都是22、在数字逻辑设计中，若要将一个8位的二进制数转换为格雷码，可通过依次：（）A.与相邻位异或B.与相邻位或C.与相邻位与D.与相邻位同或23、在数字逻辑中，若要将一个8位的二进制数进行编码，使其编码后的位数最少，可采用：（）A.8421BCD码B.格雷码C.余3码D.原码24、数字逻辑是计算机科学与技术的重要基础，它涉及到数字电路的设计和分析。在数字逻辑中，逻辑门是基本的组成单元。与门、或门、非门等是常见的逻辑门。考虑一个由两个输入信号A和B组成的逻辑电路，输出信号为Y。当A=1，B=0时，对于一个与非门，输出Y的值为：（）A.0B.1C.不确定D.取决于电路的其他部分25、一个8位的D/A转换器，若其满量程输出电压为5V，当输入数字量为10000000时，输出电压为：（）A.0.5VB.1.25VC.2.5VD.5V26、在现代电子系统的设计中，数字逻辑与模拟电路常常结合使用。以下关于数字逻辑与模拟电路结合的描述，不正确的是（）A.数模转换器（DAC）和模数转换器（ADC）用于实现数字信号和模拟信号的相互转换B.在一些系统中，数字逻辑用于控制模拟电路的工作状态C.数字逻辑和模拟电路的结合可以充分发挥各自的优势，提高系统性能D.数字逻辑和模拟电路的设计方法和工具完全相同，不需要分别考虑27、译码器是数字电路中的另一种重要组合逻辑器件。以下关于译码器工作原理的描述中，不正确的是（）A.将输入的二进制代码转换为对应的输出信号B.输入的代码位数决定了输出信号的数量C.译码器的输出通常是高电平有效D.译码器可以实现逻辑函数的化简28、在数字逻辑中，若要实现将输入的4位二进制数扩大两倍的功能，以下哪种电路设计是可行的？（）A.在原数左边添加两个0B.将原数左移一位C.将原数与自身相加D.对原数进行取反操作29、假设正在研究数字电路中的竞争冒险现象，即在电路的输入信号变化瞬间，由于门电路的传输延迟可能导致输出出现不应有的尖峰脉冲。以下哪种方法可以有效地消除竞争冒险？（）A.接入滤波电容，吸收尖峰脉冲B.修改逻辑设计，避免同时变化的输入C.增加冗余项，改变逻辑函数D.以上方法都可以用于消除竞争冒险30、对于一个同步时序逻辑电路，其输出不仅取决于当前输入，还取决于：（）A.上一时刻的输入B.上一时刻的输出C.内部状态D.时钟脉冲频率二、分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）给定一个数字系统的功耗分析报告，分析各个模块的功耗分布和主要的功耗来源。提出降低系统功耗的策略和方法，如电源管理、门级优化或采用低功耗器件。2、（本题5分）设计一个数字电路，能够实现一个4位的循环移位寄存器。详细说明循环移位的逻辑操作，包括左移和右移。分析在移位过程中如何保持数据的完整性和正确性，以及如何通过控制信号选择移位方向和移位位数。3、（本题5分）给定一个由多个逻辑门组成的复杂数字电路，输入信号为A、B、C、D，输出信号为Y。通过逻辑表达式化简和卡诺图的方法，简化该电路的逻辑表达式，并画出简化后的逻辑电路图。分析简化过程对电路性能和成本的影响。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）使用加法器和逻辑门设计一个数字电路，能够实现对二进制补码的加减运算。分析补码运算的规则和电路实现，考虑符号位的处理和溢出判断，以及如何优化补码运算的速度和准确性。三、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）解释什么是数字逻辑中的流水线寄存器，以及它们在流水线设计中的作用。2、（本题5分）说明如何设计一个数字逻辑电路来实现一个特定的逻辑功能，例如判断一个数是否为偶数。3、（本题5分）详细说明在多路选择器的容错设计中，如何实现故障自诊断和自恢复功能。4、（本题5