西安外事學(xué)院《數(shù)字媒體技術(shù)》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…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁(yè)，共3頁(yè)西安外事學(xué)院《數(shù)字媒體技術(shù)》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題1分，共15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)字邏輯的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)中，以下關(guān)于人工智能與數(shù)字邏輯的融合的描述，不正確的是（）A.數(shù)字邏輯將在人工智能的硬件實(shí)現(xiàn)中發(fā)揮重要作用B.人工智能的發(fā)展將推動(dòng)數(shù)字邏輯技術(shù)的創(chuàng)新C.數(shù)字邏輯的發(fā)展將完全依賴于人工智能的需求D.兩者的融合將為計(jì)算領(lǐng)域帶來(lái)新的突破和應(yīng)用2、假設(shè)要設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，用于檢測(cè)一個(gè)8位二進(jìn)制數(shù)中1的個(gè)數(shù)是否大于4。以下哪種邏輯設(shè)計(jì)思路是最直接有效的？（）A.依次檢查每一位，統(tǒng)計(jì)1的個(gè)數(shù)并與4比較B.將8位數(shù)據(jù)分成兩組，分別統(tǒng)計(jì)1的個(gè)數(shù)，然后比較總和與4的大小C.使用特定的編碼方式轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行判斷D.以上方法都過(guò)于復(fù)雜，無(wú)法實(shí)現(xiàn)該功能3、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4、在組合邏輯電路設(shè)計(jì)中，要實(shí)現(xiàn)一個(gè)兩輸入異或邏輯功能，如果用與非門(mén)和或非門(mén)來(lái)實(shí)現(xiàn)，最少需要幾個(gè)門(mén)？（）A.3B.4C.5D.65、想象一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)中，需要對(duì)輸入的模擬信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化處理。以下哪個(gè)步驟可能是最先需要進(jìn)行的？（）A.采樣，按照一定的時(shí)間間隔獲取模擬信號(hào)的樣本值B.量化，將采樣得到的模擬值轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)字值C.編碼，對(duì)量化后的數(shù)字值進(jìn)行編碼，以便存儲(chǔ)和傳輸D.濾波，去除模擬信號(hào)中的噪聲6、在數(shù)字電路中，使用比較器比較兩個(gè)16位有符號(hào)數(shù)的大小時(shí)，若發(fā)生溢出，比較結(jié)果是否準(zhǔn)確？（）A.準(zhǔn)確B.不準(zhǔn)確C.有時(shí)準(zhǔn)確D.以上都不對(duì)7、對(duì)于一個(gè)同步時(shí)序邏輯電路，若狀態(tài)方程和驅(qū)動(dòng)方程已知，能否確定其輸出方程？（）A.能B.不能C.不確定D.以上都有可能8、在數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)中，寄存器可以存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。一個(gè)8位寄存器，能夠存儲(chǔ)的最大二進(jìn)制數(shù)是多少？（）A.255B.256C.不確定D.根據(jù)寄存器的類型判斷9、數(shù)字邏輯中的全加器可以實(shí)現(xiàn)三個(gè)一位二進(jìn)制數(shù)的相加。一個(gè)全加器的輸入為A=0，B=1，進(jìn)位C_in=1，那么輸出的和S和進(jìn)位C_out分別是多少？（）A.S=0，C_out=1B.S=1，C_out=0C.不確定D.根據(jù)其他因素判斷10、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)11、假設(shè)要設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路來(lái)檢測(cè)一個(gè)8位二進(jìn)制數(shù)中1的個(gè)數(shù)是否大于4。以下哪種方法可能是最有效的？（）A.使用逐位判斷和計(jì)數(shù)器來(lái)統(tǒng)計(jì)1的個(gè)數(shù)，然后進(jìn)行比較B.將二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制，然后與4比較C.通過(guò)復(fù)雜的邏輯運(yùn)算直接得出結(jié)果，不進(jìn)行計(jì)數(shù)D.無(wú)法通過(guò)簡(jiǎn)單的數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)此功能12、在數(shù)字電路中，比較器用于比較兩個(gè)數(shù)字量的大小。假設(shè)我們正在使用比較器。以下關(guān)于比較器的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.比較器可以比較兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)的大小，并輸出相應(yīng)的比較結(jié)果B.多位比較器可以通過(guò)級(jí)聯(lián)多個(gè)一位比較器來(lái)實(shí)現(xiàn)C.比較器的輸出通常包括大于、小于和等于三種情況D.比較器的速度和精度只取決于輸入數(shù)字量的位數(shù)，與電路結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)13、數(shù)字邏輯中的加法器是重要的運(yùn)算單元。假設(shè)要設(shè)計(jì)一個(gè)4位二進(jìn)制加法器，使用全加器來(lái)實(shí)現(xiàn)。在考慮進(jìn)位傳遞時(shí)，以下哪種方法能夠有效地減少電路的延遲和復(fù)雜度？（）A.串行進(jìn)位B.并行進(jìn)位C.分組進(jìn)位D.不考慮進(jìn)位，直接相加14、對(duì)于一個(gè)由多個(gè)D觸發(fā)器構(gòu)成的移位寄存器，若要實(shí)現(xiàn)串行輸入并行輸出，需要幾個(gè)時(shí)鐘脈沖？（）A.與觸發(fā)器個(gè)數(shù)相同B.觸發(fā)器個(gè)數(shù)的一半C.1D.不確定15、在數(shù)字邏輯中，競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)現(xiàn)象可能會(huì)導(dǎo)致電路輸出出現(xiàn)不應(yīng)有的尖峰脈沖。產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)的原因通常是由于信號(hào)在電路中的傳輸延遲。為了消除競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)，可以采用增加冗余項(xiàng)、接入濾波電容等方法。以下關(guān)于競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)的描述，錯(cuò)誤的是：（）A.只會(huì)出現(xiàn)在組合邏輯電路中B.可以通過(guò)修改邏輯表達(dá)式來(lái)避免C.對(duì)電路的功能沒(méi)有實(shí)質(zhì)性影響D.可能會(huì)導(dǎo)致電路的誤動(dòng)作二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）深入分析在數(shù)字電路中，競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)現(xiàn)象產(chǎn)生的原因是什么，有哪些方法可以消除或減少競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)。2、（本題5分）說(shuō)明在數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)中如何進(jìn)行邏輯電路的可綜合性考慮，確保設(shè)計(jì)能夠被綜合工具實(shí)現(xiàn)。3、（本題5分）深入分析在數(shù)字邏輯電路的可擴(kuò)展性設(shè)計(jì)中，如何預(yù)留接口和資源以便后續(xù)功能的增加和改進(jìn)。4、（本題5分）詳細(xì)闡述如何用JK觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)D觸發(fā)器的功能，并給出邏輯表達(dá)式和電路圖。三、分析題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，能夠?qū)斎氲亩辔欢M(jìn)制數(shù)進(jìn)行除法運(yùn)算，并輸出商和余數(shù)。分析除法運(yùn)算的算法和硬件實(shí)現(xiàn)，考慮如何處理除數(shù)為0的情況和提高除法運(yùn)算的效率。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，能夠?qū)崿F(xiàn)一個(gè)8位的數(shù)值比較器，能夠比較兩個(gè)無(wú)符號(hào)數(shù)的大小，并輸出相應(yīng)的比較結(jié)果（大于、小于、等于）。深入分析比較器的邏輯結(jié)構(gòu)和比較算法，說(shuō)明電路中如何實(shí)現(xiàn)逐位比較和最終結(jié)果的判定。3、（本題5分）給定一個(gè)數(shù)字邏輯電路的可靠性測(cè)試方案，分析測(cè)試用例的覆蓋性和有效性。提出改進(jìn)測(cè)試方案的建議和措施，包括增加測(cè)試向量、引入故障注入等方法。4、（本題5分）利用數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)一個(gè)除法器電路，能夠?qū)崿F(xiàn)兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)的除法運(yùn)算。深入探討除法運(yùn)算的算法和實(shí)現(xiàn)步驟，包括商的計(jì)算、余數(shù)的處理以及邏輯電路的具體實(shí)現(xiàn)方式。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，能夠檢測(cè)一個(gè)16位二進(jìn)制數(shù)中是否存在連續(xù)的3個(gè)0。詳細(xì)分析檢測(cè)的邏輯思路，包括如何逐位掃描數(shù)據(jù)和判斷連續(xù)的0序列?？紤]如何優(yōu)化電路以提高檢測(cè)速度和降低資源占用。四、設(shè)計(jì)題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題10分）設(shè)計(jì)一個(gè)計(jì)數(shù)器，能夠?qū)崿F(xiàn)從0到255的計(jì)數(shù)，并在特定狀態(tài)下輸出特定信號(hào)。2、（本題10分）使用D觸發(fā)器設(shè)計(jì)一個(gè)同步時(shí)序邏輯電