新疆工程学院《空间艺术数字化表现》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《空间艺术数字化表现》2023-2024学年第一学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______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、若一个PLA的与阵列有8个输入变量，或阵列有4个输出函数，则PLA的规模约为：（）A.8×4B.2^8×4C.8×2^4D.2^8×2^42、数字逻辑中的移位寄存器可以实现数据的存储和移位操作。假设一个8位的串行输入并行输出移位寄存器，在时钟脉冲的作用下，依次输入数据10110101。当完成输入后，并行输出的数据是什么？（）A.10110101B.01011010C.10101101D.011010113、假设正在设计一个用于图像处理器的数字逻辑电路，需要对像素数据进行快速的处理和转换。图像数据的处理涉及大量的并行运算和逻辑判断。为了提高处理速度和效率，以下哪种数字逻辑架构最适合这种大规模并行处理的需求？（）A.冯·诺依曼架构B.哈佛架构C.流水线架构D.超标量架构4、数字逻辑中的加法器可以实现两个二进制数的相加。一个4位二进制加法器，当两个输入都为最大的4位二进制数时，输出结果会产生进位吗？（）A.会产生进位B.不会产生进位C.不确定D.根据加法器的类型判断5、在数字系统中，模/数转换器（ADC）和数/模转换器（DAC）起着重要的作用。以下关于ADC转换精度的描述中，错误的是（）A.转换精度取决于ADC的位数B.位数越多，转换精度越高C.转换精度与输入信号的频率无关D.转换精度与参考电压的稳定性有关6、对于一个由与非门组成的基本逻辑电路，已知输入信号A=1，B=0，C=1，那么经过逻辑运算后的输出结果是多少？（）A.0B.1C.不确定D.以上都不对7、数字逻辑中的计数器可以按照不同的进制进行计数。一个六进制计数器，需要几个触发器来实现？（）A.三个B.四个C.不确定D.根据计数器的类型判断8、在数字逻辑的组合逻辑电路分析中，假设给定一个复杂的组合逻辑电路的真值表。以下哪种方法可以帮助快速确定其逻辑表达式（）A.观察法B.卡诺图法C.试错法D.以上方法都不可靠9、时序逻辑电路与组合逻辑电路不同，其输出不仅取决于当前的输入，还与电路的原有状态有关。以下关于时序逻辑电路的说法中，错误的是（）A.触发器是构成时序逻辑电路的基本单元B.计数器是一种常见的时序逻辑电路C.时序逻辑电路中一定包含存储元件D.时序逻辑电路的输出与输入的变化是同步的10、在数字逻辑中，有限状态机（FSM）是一种用于描述系统状态和状态转换的模型。Mealy型和Moore型是两种常见的有限状态机类型。Mealy型有限状态机的输出不仅取决于当前状态，还取决于：（）A.上一个状态B.输入信号C.时钟信号D.初始状态11、在数字逻辑中，若要判断一个数字电路是否存在竞争冒险现象，可通过：（）A.观察逻辑电路图B.进行功能仿真C.分析逻辑表达式D.以上都是12、已知逻辑函数F=(A+B)(C+D)，其反函数为？（）A.F'=(A'B')(C'D')B.F'=A'B'+C'D'C.F'=(A'+B')(C'+D')D.F'=A'B'C'D'13、在数字逻辑中，奇偶校验码可以用于检测数据传输中的错误。奇校验码是指数据中1的个数加上校验位后为奇数，偶校验码则相反。对于一个8位的数据10101100，采用偶校验码时，校验位应为：（）A.0B.1C.无法确定D.取决于传输方式14、对于数字逻辑中的可编程逻辑器件（PLD），假设需要实现一个复杂的数字逻辑功能。以下哪种PLD类型在灵活性和集成度方面具有优势？（）A.PALB.GALC.CPLDD.FPGA15、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16、已知一个数字系统的工作频率为200MHz，其时钟周期是多少纳秒？（）A.5B.2C.0.5D.0.217、数字逻辑是计算机科学和电子工程的重要基础。在数字逻辑中，二进制数是最基本的数值表示方式。以下关于二进制数的描述中，错误的是（）A.二进制数只有0和1两个数字B.二进制数的位权是以2为底的幂C.二进制数转换为十进制数时，只需将各位数字乘以相应的位权并相加D.二进制数在进行算术运算时，比十进制数更复杂，效率更低18、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19、在数字电路中，若要对一个16位的二进制数进行取反操作，以下哪种方法是最有效的？（）A.逐位取反B.使用反相器芯片C.通过逻辑运算D.以上都不是20、在数字逻辑的应用场景中，以下关于计算机存储系统的描述，错误的是（）A.内存和外存都使用数字逻辑来实现存储和读写操作B.闪存是一种非易失性存储介质，基于数字逻辑原理工作C.存储系统的性能主要取决于存储容量，与数字逻辑无关D.数字逻辑在存储系统的地址译码和数据传输中发挥重要作用21、在数字逻辑中，移位寄存器除了用于数据的移位操作，还可以用于实现其他功能。假如要利用移位寄存器实现一个串行-并行转换器，以下哪种方式是可行的？（）A.将输入的串行数据依次存入移位寄存器，然后同时输出B.对移位寄存器中的数据进行特定的逻辑运算后输出C.按照一定的时钟节拍，逐步从移位寄存器中输出数据D.移位寄存器无法实现串行-并行转换功能22、若要设计一个能产生101010序列的数字电路，最简的方法是使用：（）A.计数器B.移位寄存器C.数据选择器D.编码器23、在数字电路中，组合逻辑电路的输出仅取决于当前的输入。以下关于组合逻辑电路的描述，不正确的是（）A.常见的组合逻辑电路有加法器、编码器、译码器等B.组合逻辑电路不存在反馈通路，信号从输入到输出是单向传输的C.由于没有存储元件，组合逻辑电路的输出不能保持，会随着输入的变化而立即变化D.组合逻辑电路的设计不需要考虑时序问题，比时序逻辑电路简单得多24、对于一个同步置数的计数器，在置数信号有效时，计数器的状态会立即变为预置的数值吗？（）A.会B.不会C.取决于时钟信号D.以上都不对25、假设要设计一个数字电路来产生一个周期性的脉冲信号，脉冲宽度和周期可以调整。以下哪种电路元件或模块可能是最关键的？（）A.计数器，通过设置计数值来控制脉冲的周期B.寄存器，用于存储脉冲的状态C.比较器，比较输入值来产生脉冲D.编码器，将输入信号转换为特定的编码输出26、在数字逻辑中，若要将一个8位的二进制数转换为格雷码，以下哪种方法是正确的？（）A.依次对每一位进行转换B.整体进行逻辑运算C.通过计数器实现D.无法直接转换27、若要将一个8位的二进制数扩展为16位，同时保持数值不变，应该进行什么操作？（）A.在高位补0B.在高位补1C.在低位补0D.在低位补128、在一个由边沿D触发器组成的计数器中，若要实现模6计数，至少需要几个触发器？（）A.2个B.3个C.4个D.6个29、在数字电路中，比较器用于比较两个数字量的大小。假设我们正在使用比较器。以下关于比较器的描述，哪一项是不准确的？（）A.比较器可以比较两个二进制数的大小，并输出相应的比较结果B.多位比较器可以通过级联多个一位比较器来实现C.比较器的输出通常包括大于、小于和等于三种情况D.比较器的速度和精度只取决于输入数字量的位数，与电路结构无关30、在一个复杂的数字系统中，可能会包含多个时钟域。不同时钟域之间的信号传输需要进行特殊的处理，以避免出现亚稳态。亚稳态是指信号在不稳定的状态停留一段时间。以下关于亚稳态的描述，错误的是：（）A.可以通过增加同步器来减少亚稳态的影响B.亚稳态可能导致系统的错误输出C.亚稳态的持续时间是固定的D.亚稳态在高速数字系统中更容易出现二、分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个同步时序电路，用于实现一个数字频率合成器。分析频率合成的原理和时序控制逻辑，包括相位累加器、波形存储器和数模转换器（DAC）的协同工作，生成所需的频率信号。2、（本题5分）构建一个数字逻辑电路，用于实现对无线传感器网络节点的数据处理和通信控制。全面分析无线传感器网络的特点和协议要求，讨论如何通过数字逻辑实现节点的低功耗运行和数据可靠传输。3、（本题5分）设计一个数字逻辑电路，用于检测一个6位二进制数中1的个数是否为偶数。详细阐述设计思路，通过逻辑表达式和真值表进行分析，并画出逻辑电路图。探讨该电路在奇偶校验和数据完整性检查中的应用。4、（本题5分）设计一个数字电路，能够对输入的两个8位二进制数进行逻辑与、逻辑或和逻辑异或运算，并分别输出结果。深入分析这三种逻辑运算的特点和用途，说明电路中如何实现这些运算的逻辑门组合和信号连接。5、（本题5分）在一个数字电路系统中，有两个输入信号A和B，以及一个输出信号Y。当A和B同时为1时，Y输出为1；否则，Y输出为0。请使用逻辑门（与门、或门、非门等）设计该电路，并画出其逻辑电路图。分析该电路的功能，以及在实际应用中可能的场景。三、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）深入解释在多路分配器的扩展和组合应用中，如何实现更复杂的数据分配功能。2、（本题5分）详细阐述如何用硬件描述语言实现一个状态机的状态跳转条件判断。3、（本题5分）说明在数字逻辑设计中如何进行面积和速度的权衡，以满足不同的设计要求。4、（本题5分）阐述