怀化师范高等专科学校《数字视频特技》2023-2024学年第一学期期末试卷

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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2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、在数字系统中，能够根据控制信号从多个输入数据中选择一个输出的电路是？（）A.编码器B.译码器C.数据选择器D.数据分配器2、在数字电路中，能够将输入的高、低电平编码为二进制代码的电路是？（）A.优先编码器B.普通编码器C.七段显示译码器D.以上都不是3、数字逻辑中的锁存器可以存储数据。假设一个透明锁存器，当使能信号为高电平时，输入数据可以通过锁存器。如果使能信号一直为高电平，输入数据频繁变化，以下哪种情况可能会导致输出不稳定？（）A.锁存器的响应速度慢B.输入信号的噪声C.电源电压波动D.以上情况都可能4、在数字通信系统中，数字逻辑也发挥着重要的作用。以下关于数字通信中数字逻辑的描述，错误的是（）A.数字调制和解调可以通过数字逻辑电路来实现B.纠错编码和解码需要用到数字逻辑的运算C.数字通信中的信号处理和传输都离不开数字逻辑D.数字逻辑在数字通信中的应用非常简单，不需要深入研究5、译码器是数字电路中的另一种重要器件。关于译码器的功能和应用，以下说法错误的是（）A.译码器可以将输入的编码转换为对应的输出信号B.译码器常用于地址译码和指令译码C.二进制译码器输入的编码位数和输出的信号数量相同D.译码器只能对特定的编码进行译码，不能处理任意的输入6、在数字电路中，使用乘法器实现两个4位二进制数的乘法运算，其输出结果是多少位？（）A.4B.8C.16D.327、若要对一个8位的二进制数进行奇偶校验，当其中1的个数为奇数时输出1，则校验位的逻辑表达式应为：（）A.校验位=异或（所有位）B.校验位=与（所有位）C.校验位=或（所有位）D.校验位=非（所有位）8、在数字逻辑电路中，数据选择器可以根据多个控制信号选择不同的输入数据。一个16选1数据选择器，需要多少个控制信号？（）A.4个B.5个C.不确定D.根据数据选择器的类型判断9、加法器是数字逻辑中进行加法运算的重要部件。半加器只能处理两个一位二进制数的加法，不考虑低位的进位。全加器则能够处理包括低位进位的加法。在构建一个4位加法器时，如果使用全加器，至少需要：（）A.4个B.8个C.16个D.32个10、假设要实现一个数字电路，能够将输入的4位二进制数乘以2。在不使用乘法器芯片的情况下，以下哪种方法可能是可行的？（）A.将二进制数左移一位，低位补0B.通过加法运算实现乘法，需要多次加法操作C.使用逻辑门构建乘法运算电路，复杂且效率低D.无法通过简单的逻辑操作实现乘以2的功能11、在数字逻辑中，可编程逻辑器件（PLD）如CPLD和FPGA为数字系统的设计提供了很大的灵活性。CPLD采用的是基于乘积项的结构，而FPGA采用的是基于查找表的结构。以下关于CPLD和FPGA的比较，正确的是：（）A.CPLD的集成度高于FPGAB.FPGA的编程灵活性高于CPLDC.CPLD的速度比FPGA快D.FPGA的功耗比CPLD低12、在数字逻辑中，硬件描述语言（HDL）用于描述数字电路的行为和结构。以下关于硬件描述语言的描述中，错误的是（）A.VHDL和Verilog是两种常见的硬件描述语言B.硬件描述语言可以进行逻辑仿真和综合C.硬件描述语言的描述与具体的硬件实现无关D.硬件描述语言只能用于设计简单的数字电路13、逻辑门是数字电路的基本单元，常见的逻辑门有与门、或门、非门等。对于与非门和或非门，以下说法错误的是（）A.与非门是先进行与运算，然后对结果取非B.或非门是先进行或运算，然后对结果取非C.与非门和或非门都可以由与门、或门和非门组合而成D.与非门和或非门在逻辑功能上是完全相同的14、在数字电路中，需要对数字信号进行编码以提高传输效率和抗干扰能力。假设采用曼彻斯特编码方式传输一个二进制数据序列，以下关于曼彻斯特编码的特点，哪个描述是正确的？（）A.每个时钟周期都有跳变B.编码效率高C.容易实现同步D.抗干扰能力差15、数字逻辑中的乘法器可以通过不同的方式实现。假设要实现一个4×4的乘法器，使用移位相加的方法，以下哪个步骤是关键？（）A.确定移位的次数B.控制加法的顺序C.处理乘法的符号D.以上步骤都很关键二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）详细解释数字逻辑中施密特触发器的特点和应用场景，通过实际电路分析其工作过程和性能优势。2、（本题5分）详细阐述在加法器的性能评估指标中，除了速度和面积，还有哪些重要因素。3、（本题5分）详细说明数字逻辑中数据选择器和数据分配器的电源管理和低功耗设计方法，举例说明在电池供电系统中的应用。三、分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个数字电路，能够实现对输入的图像数据进行直方图均衡化处理。分析直方图均衡化的算法和逻辑实现，考虑如何在数字电路中高效地计算直方图和进行像素值的重新分配，以改善图像的对比度和视觉效果。2、（本题5分）给定一个数字系统，其中包含多个模块，如加法器、乘法器和比较器等。分析各个模块之间的连接方式和数据传输过程，计算系统的整体性能指标，如吞吐量、延迟和资源利用率，并提出改进系统性能的方案。3、（本题5分）给定一个数字系统的功耗优化方案，分析方案中所采用的技术和措施，如动态电压频率调整（DVFS）、门控时钟和电源门控等。评估优化方案的效果和对系统性能的影响，探讨在不同应用场景下的适用性和局限性。4、（本题5分）使用计数器和译码器设计一个数字电路，能够实现对输入脉冲的个数进行分类统计，并以不同的输出表示不同的数量范围。分析分类统计的逻辑和电路实现，以及如何根据实际需求调整统计范围和精度。5、（本题5分）给定一个由多个比较器、加法器和寄存器组成的数字控制系统，分析系统的控制逻辑和输出响应，确定系统的稳定性和可靠性。讨论在数字控制系统设计中的关键问题和解决方案。四、设计题（本大题共3个小题，共30分)1、（本