江南大學(xué)《數(shù)字媒體技術(shù)學(xué)科前沿》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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(xiàn)…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁(yè)，共3頁(yè)江南大學(xué)《數(shù)字媒體技術(shù)學(xué)科前沿》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題1分，共20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、在數(shù)字系統(tǒng)中，一個(gè)能夠存儲(chǔ)8位二進(jìn)制信息的寄存器，至少需要：（）A.8個(gè)觸發(fā)器B.4個(gè)觸發(fā)器C.16個(gè)觸發(fā)器D.2個(gè)觸發(fā)器2、在數(shù)字電路中，使用二進(jìn)制補(bǔ)碼進(jìn)行減法運(yùn)算時(shí)，若最高位產(chǎn)生了進(jìn)位，則：（）A.結(jié)果為正B.結(jié)果為負(fù)C.結(jié)果溢出D.無(wú)法確定3、對(duì)于一個(gè)用卡諾圖化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)的問(wèn)題，若函數(shù)包含4個(gè)變量，那么卡諾圖中最小項(xiàng)的個(gè)數(shù)是多少？（）A.8B.16C.32D.644、對(duì)于一個(gè)4位的二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，從0000開(kāi)始計(jì)數(shù)，經(jīng)過(guò)10個(gè)時(shí)鐘脈沖后，計(jì)數(shù)器的狀態(tài)為？（）A.1010B.1001C.1011D.11005、當(dāng)研究數(shù)字電路中的計(jì)數(shù)器時(shí)，假設(shè)需要設(shè)計(jì)一個(gè)能夠從0計(jì)數(shù)到15的4位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。以下哪種計(jì)數(shù)器類(lèi)型可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能，并且在計(jì)數(shù)過(guò)程中具有較好的穩(wěn)定性？（）A.異步計(jì)數(shù)器B.同步計(jì)數(shù)器C.加法計(jì)數(shù)器D.減法計(jì)數(shù)器6、對(duì)于一個(gè)同步時(shí)序電路，如果時(shí)鐘脈沖的占空比發(fā)生變化，對(duì)電路的工作會(huì)產(chǎn)生什么影響？（）A.可能導(dǎo)致誤動(dòng)作B.不會(huì)有任何影響C.影響輸出的穩(wěn)定性D.以上都不對(duì)7、在數(shù)字電路中，使用加法器實(shí)現(xiàn)兩個(gè)8位有符號(hào)數(shù)的加法運(yùn)算，若最高位產(chǎn)生進(jìn)位，那么這個(gè)進(jìn)位表示什么？（）A.溢出B.正常進(jìn)位C.錯(cuò)誤D.以上都不對(duì)8、對(duì)于一個(gè)用FPGA實(shí)現(xiàn)的數(shù)字邏輯電路，以下哪種描述方式通常被使用？（）A.原理圖B.硬件描述語(yǔ)言C.真值表D.以上都可以9、在數(shù)字電路中，若要將一個(gè)頻率為100kHz的方波信號(hào)分頻為10kHz的方波信號(hào)，需要幾級(jí)分頻電路？（）A.3B.4C.5D.1010、對(duì)于一個(gè)同步置數(shù)的計(jì)數(shù)器，在置數(shù)信號(hào)有效時(shí)，計(jì)數(shù)器的狀態(tài)會(huì)立即變?yōu)轭A(yù)置的數(shù)值嗎？（）A.會(huì)B.不會(huì)C.取決于時(shí)鐘信號(hào)D.以上都不對(duì)11、在數(shù)字邏輯的邏輯函數(shù)化簡(jiǎn)中，假設(shè)給定一個(gè)復(fù)雜的邏輯函數(shù)，需要使用卡諾圖進(jìn)行化簡(jiǎn)。以下哪種情況可能會(huì)導(dǎo)致卡諾圖化簡(jiǎn)的難度增加？（）A.變量數(shù)量較多B.無(wú)關(guān)項(xiàng)較多C.邏輯函數(shù)的表達(dá)式復(fù)雜D.以上情況都可能12、在數(shù)字電路中，施密特觸發(fā)器具有回差特性。關(guān)于施密特觸發(fā)器的應(yīng)用，以下說(shuō)法不正確的是（）A.施密特觸發(fā)器可以用于波形整形B.施密特觸發(fā)器可以用于脈沖鑒幅C.施密特觸發(fā)器可以用于消除干擾信號(hào)D.施密特觸發(fā)器只能用于數(shù)字電路，不能用于模擬電路13、在數(shù)字邏輯中，計(jì)數(shù)器是一種用于計(jì)數(shù)的時(shí)序邏輯電路。以下關(guān)于計(jì)數(shù)器的描述，不準(zhǔn)確的是（）A.計(jì)數(shù)器可以按照遞增或遞減的方式進(jìn)行計(jì)數(shù)B.同步計(jì)數(shù)器的所有觸發(fā)器在同一時(shí)鐘脈沖作用下同時(shí)翻轉(zhuǎn)C.異步計(jì)數(shù)器的各觸發(fā)器的時(shí)鐘脈沖不同，導(dǎo)致計(jì)數(shù)速度較慢D.計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)容量只取決于觸發(fā)器的數(shù)量，與電路結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)14、想象一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)中，需要對(duì)輸入的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行編碼，以提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)男屎涂煽啃浴Ｒ韵履姆N編碼方式可能是最優(yōu)的考慮？（）A.曼徹斯特編碼，每個(gè)時(shí)鐘周期都有跳變，便于同步但效率較低B.差分曼徹斯特編碼，解決了曼徹斯特編碼的部分缺點(diǎn)，但實(shí)現(xiàn)復(fù)雜C.NRZ編碼，簡(jiǎn)單直接但同步困難D.以上編碼方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，需要根據(jù)具體應(yīng)用選擇15、假設(shè)正在設(shè)計(jì)一個(gè)用于衛(wèi)星通信的數(shù)字邏輯電路，需要滿(mǎn)足高可靠性、低功耗和抗輻射等特殊要求。由于衛(wèi)星環(huán)境的復(fù)雜性和特殊性，對(duì)電路的設(shè)計(jì)和驗(yàn)證提出了極高的挑戰(zhàn)。以下哪種設(shè)計(jì)和驗(yàn)證方法在這種情況下是最為關(guān)鍵的？（）A.仿真驗(yàn)證B.硬件在環(huán)測(cè)試C.形式化驗(yàn)證D.實(shí)地測(cè)試16、對(duì)于一個(gè)同步時(shí)序邏輯電路的狀態(tài)表，若存在兩個(gè)狀態(tài)在同一輸入下轉(zhuǎn)換到同一后繼狀態(tài)，則這兩個(gè)狀態(tài)是？（）A.等價(jià)狀態(tài)B.不等價(jià)狀態(tài)C.不確定D.以上都不對(duì)17、在數(shù)字邏輯中，對(duì)于一個(gè)復(fù)雜的時(shí)序邏輯電路，需要判斷其是否能夠正常工作并且滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。以下哪種方法是最有效的驗(yàn)證手段？（）A.功能仿真，通過(guò)軟件模擬電路行為B.硬件測(cè)試，實(shí)際搭建電路進(jìn)行測(cè)試C.理論分析，根據(jù)邏輯關(guān)系推斷D.依靠經(jīng)驗(yàn)判斷，不進(jìn)行具體測(cè)試18、加法器是數(shù)字邏輯中進(jìn)行加法運(yùn)算的重要部件。半加器只能處理兩個(gè)一位二進(jìn)制數(shù)的加法，不考慮低位的進(jìn)位。全加器則能夠處理包括低位進(jìn)位的加法。在構(gòu)建一個(gè)4位加法器時(shí)，如果使用全加器，至少需要：（）A.4個(gè)B.8個(gè)C.16個(gè)D.32個(gè)19、在數(shù)字邏輯中，計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)可以采用不同的方法。假設(shè)我們正在設(shè)計(jì)一個(gè)計(jì)數(shù)器。以下關(guān)于計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)方法的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以使用觸發(fā)器和邏輯門(mén)直接搭建計(jì)數(shù)器電路B.可以利用現(xiàn)成的計(jì)數(shù)器芯片進(jìn)行級(jí)聯(lián)擴(kuò)展C.可以使用可編程邏輯器件（PLD）或現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列（FPGA）來(lái)實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)器D.無(wú)論采用哪種設(shè)計(jì)方法，計(jì)數(shù)器的性能和功能都是完全相同的20、在數(shù)字邏輯電路中，三態(tài)門(mén)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸。當(dāng)三態(tài)門(mén)的控制端為高電平時(shí)，輸出處于高阻態(tài)。以下關(guān)于三態(tài)門(mén)的應(yīng)用，錯(cuò)誤的是：（）A.用于構(gòu)建總線(xiàn)結(jié)構(gòu)B.可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)共享C.三態(tài)門(mén)的高阻態(tài)會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失D.用于提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)男识⒑?jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）詳細(xì)說(shuō)明數(shù)字邏輯中乘法器和除法器的實(shí)現(xiàn)方式，分析它們?cè)跀?shù)字信號(hào)處理和計(jì)算機(jī)運(yùn)算中的重要性。2、（本題5分）詳細(xì)解釋數(shù)字邏輯中計(jì)數(shù)器的分類(lèi)（如同步計(jì)數(shù)器和異步計(jì)數(shù)器），分析它們的工作特點(diǎn)和在實(shí)際應(yīng)用中的選擇依據(jù)。3、（本題5分）詳細(xì)說(shuō)明數(shù)字邏輯中移位寄存器的移位速度和數(shù)據(jù)傳輸率的計(jì)算方法，舉例說(shuō)明在高速數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用。4、（本題5分）詳細(xì)闡述在數(shù)字電路的可靠性管理體系中，包含的要素和作用。5、（本題5分）在數(shù)字電路設(shè)計(jì)中，解釋如何進(jìn)行數(shù)字邏輯電路的靜電防護(hù)設(shè)計(jì)，包括器件選型和電路布局的考慮。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)將2位十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)的組合邏輯電路，列出真值表，寫(xiě)出邏輯表達(dá)式。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)組合邏輯電路，判斷一個(gè)11位二進(jìn)制數(shù)是否滿(mǎn)足特定的數(shù)學(xué)條件。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)選擇器，根據(jù)9個(gè)控制信號(hào)從512個(gè)輸入數(shù)據(jù)中選擇一個(gè)輸出。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)全加器，能夠進(jìn)行兩個(gè)1024位二進(jìn)制數(shù)的加法運(yùn)算，并輸出結(jié)果和進(jìn)位。5、（本題5分）用D觸發(fā)器設(shè)計(jì)一個(gè)能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)延遲一定時(shí)鐘周期輸出的電路，畫(huà)出邏輯圖和時(shí)序圖。四、分析題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）用數(shù)字邏輯實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的加密和解密電路。深入剖析加密算法的選擇和邏輯實(shí)現(xiàn)，解釋加密和解密過(guò)程中的數(shù)據(jù)變換和密鑰作用，研究如何提高加密電路的安全性和加密強(qiáng)度。2、（本題10分）設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)字時(shí)鐘電路，包括時(shí)、分、秒的顯示