四川文化產(chǎn)業(yè)職業(yè)學院《數(shù)字技術(shù)綜合應用》2023-2024學年第二學期期末試卷

學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁四川文化產(chǎn)業(yè)職業(yè)學院

《數(shù)字技術(shù)綜合應用》2023-2024學年第二學期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共30個小題，每小題1分，共30分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、已知邏輯函數(shù)F=(A+B')(C+D')，用摩根定律展開后為？（）A.A'C+A'D'+B'C+B'D'B.A'C+A'D'+BC+BDC.AC'+AD'+B'C'+B'D'D.AC'+AD'+BC'+BD'2、在數(shù)字電路中，若要對一個16位的二進制數(shù)進行取反操作，以下哪種方法是最有效的？（）A.逐位取反B.使用反相器芯片C.通過邏輯運算D.以上都不是3、編碼器是一種常見的數(shù)字邏輯電路，它可以將多個輸入信號轉(zhuǎn)換為較少位的輸出編碼。以下關(guān)于編碼器的描述，錯誤的是（）A.優(yōu)先編碼器在多個輸入同時有效時，會根據(jù)優(yōu)先級確定輸出編碼B.普通編碼器不允許多個輸入同時有效，否則會產(chǎn)生錯誤輸出C.編碼器的輸入數(shù)量一定大于輸出數(shù)量D.編碼器只能將十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制編碼4、在數(shù)字邏輯中，可編程邏輯器件（PLD）為數(shù)字電路的設計提供了很大的靈活性。以下關(guān)于PLD的描述，錯誤的是（）A.PLA由與陣列和或陣列組成，可以實現(xiàn)任意組合邏輯函數(shù)B.PAL的與陣列可編程，或陣列固定C.GAL具有可重復編程和加密的特點D.CPLD的集成度比FPGA高，性能也更優(yōu)越5、數(shù)字邏輯中的寄存器可以用于存儲數(shù)據(jù)。一個同步寄存器和一個異步寄存器的主要區(qū)別是什么？（）A.同步寄存器的存儲操作與時鐘同步，異步寄存器的存儲操作與時鐘不同步B.同步寄存器的存儲速度快，異步寄存器的存儲速度慢C.不確定D.同步寄存器和異步寄存器沒有區(qū)別6、若要設計一個能對兩個8位二進制數(shù)進行減法運算并判斷結(jié)果是否為零的電路，以下哪種集成電路可能是首選？（）A.74LS283B.74LS194C.74LS00D.74LS087、在數(shù)字邏輯中，數(shù)制轉(zhuǎn)換是基本的操作。假設我們正在進行不同數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換。以下關(guān)于數(shù)制轉(zhuǎn)換的描述，哪一項是不準確的？（）A.二進制轉(zhuǎn)換為十進制可以通過位權(quán)相加的方法實現(xiàn)B.十進制轉(zhuǎn)換為二進制可以使用除2取余的方法，轉(zhuǎn)換結(jié)果是唯一的C.十六進制和二進制之間的轉(zhuǎn)換可以通過分組對應快速完成D.任何數(shù)制都可以準確無誤地轉(zhuǎn)換為其他數(shù)制，并且轉(zhuǎn)換過程中不會丟失信息8、在數(shù)字系統(tǒng)中，接口電路用于連接不同的數(shù)字設備。以下關(guān)于接口電路的功能和要求，不正確的是（）A.接口電路要實現(xiàn)信號的轉(zhuǎn)換和匹配B.接口電路要保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院头€(wěn)定性C.接口電路不需要考慮設備之間的速度差異D.接口電路要符合相關(guān)的標準和規(guī)范9、在數(shù)字系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)選擇器可以根據(jù)控制信號從多個輸入數(shù)據(jù)中選擇一個輸出。以下關(guān)于數(shù)據(jù)選擇器的描述中，正確的是（）A.數(shù)據(jù)選擇器的輸入數(shù)量是固定的B.控制信號的位數(shù)決定了輸入數(shù)據(jù)的數(shù)量C.可以用數(shù)據(jù)選擇器實現(xiàn)邏輯函數(shù)D.數(shù)據(jù)選擇器不能級聯(lián)使用10、考慮數(shù)字邏輯中的譯碼器，假設使用3線-8線譯碼器來實現(xiàn)一個函數(shù)。以下關(guān)于譯碼器的功能和應用，哪個說法是準確的（）A.譯碼器只能將二進制編碼轉(zhuǎn)換為十進制輸出B.譯碼器可以用于實現(xiàn)組合邏輯函數(shù)C.譯碼器的輸出始終是固定的幾種組合D.譯碼器不能用于數(shù)據(jù)分配11、在數(shù)字邏輯電路中，移位寄存器可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的移位操作。一個8位左移寄存器，當輸入為特定的二進制數(shù)時，經(jīng)過多次時鐘脈沖后，輸出會發(fā)生什么變化？（）A.輸出的數(shù)據(jù)依次向左移動B.輸出的數(shù)據(jù)依次向右移動C.不確定D.輸出的數(shù)據(jù)保持不變12、在數(shù)字電路中，競爭冒險現(xiàn)象可能會導致輸出出現(xiàn)錯誤的脈沖。假設一個邏輯電路，輸入為A和B，輸出為Y=A'B+AB'。以下哪種方法可以有效地消除競爭冒險？（）A.增加冗余項B.改變輸入信號的頻率C.增加電路的延遲D.以上方法都不行13、假設要設計一個數(shù)字電路來實現(xiàn)一個比較器，能夠比較兩個8位二進制數(shù)的大小。以下哪種結(jié)構(gòu)可能是最直接的實現(xiàn)方式？（）A.使用逐位比較的方法，通過邏輯門產(chǎn)生比較結(jié)果B.將兩個數(shù)相減，根據(jù)結(jié)果的符號判斷大小C.先將兩個數(shù)轉(zhuǎn)換為十進制，然后進行比較D.以上方式都不適合實現(xiàn)比較器14、在一個數(shù)字電路中，使用了組合邏輯和時序邏輯。關(guān)于組合邏輯和時序邏輯的區(qū)別，以下哪種描述是正確的？（）A.組合邏輯的輸出僅取決于當前的輸入，時序邏輯的輸出取決于輸入和之前的狀態(tài)B.組合邏輯使用觸發(fā)器存儲數(shù)據(jù)，時序邏輯使用邏輯門進行運算C.組合邏輯的響應速度比時序邏輯快D.以上描述都不正確15、譯碼器是數(shù)字電路中的另一種重要組合邏輯器件。以下關(guān)于譯碼器工作原理的描述中，不正確的是（）A.將輸入的二進制代碼轉(zhuǎn)換為對應的輸出信號B.輸入的代碼位數(shù)決定了輸出信號的數(shù)量C.譯碼器的輸出通常是高電平有效D.譯碼器可以實現(xiàn)邏輯函數(shù)的化簡16、在數(shù)字邏輯的發(fā)展過程中，不斷有新的技術(shù)和方法出現(xiàn)。以下關(guān)于數(shù)字邏輯發(fā)展趨勢的描述，錯誤的是（）A.集成度越來越高，芯片的功能越來越強大B.工作速度不斷提高，能夠處理更高速的信號C.功耗越來越低，符合節(jié)能環(huán)保的要求D.發(fā)展逐漸停滯，已經(jīng)沒有太多的創(chuàng)新空間17、對于一個由JK觸發(fā)器構(gòu)成的時序電路，若要實現(xiàn)一個模5的計數(shù)器，J和K的輸入應該如何設置？（）A.特定的邏輯組合B.隨機設置C.保持不變D.以上都不對18、考慮到一個數(shù)字圖像處理系統(tǒng)，需要對圖像進行邊緣檢測、特征提取等操作。這些操作通常基于特定的邏輯運算和算法實現(xiàn)。為了提高圖像處理的速度和精度，以下哪種數(shù)字邏輯架構(gòu)最適合用于圖像的并行處理？（）A.多核處理器架構(gòu)B.圖形處理單元（GPU）架構(gòu)C.專用數(shù)字信號處理器（DSP）架構(gòu)D.以上都是19、對于一個T觸發(fā)器，若T輸入端一直為0，則觸發(fā)器的功能相當于？（）A.D觸發(fā)器B.JK觸發(fā)器C.RS觸發(fā)器D.以上都不對20、在數(shù)字邏輯電路的面積優(yōu)化中，假設給定一個功能需求，需要在滿足性能要求的前提下盡量減小芯片面積?？梢酝ㄟ^邏輯化簡、資源共享和架構(gòu)優(yōu)化等方法來實現(xiàn)。以下哪種方法在面積優(yōu)化中通常能夠帶來最大的節(jié)省？（）A.邏輯門級的優(yōu)化B.功能模塊的復用C.算法層面的改進D.選擇更小尺寸的晶體管21、假設正在設計一個數(shù)字系統(tǒng)，其中需要一個計數(shù)器能夠從0計數(shù)到15，然后重新從0開始計數(shù)。為了實現(xiàn)這個功能，以下哪種計數(shù)器類型可能是最合適的選擇？（）A.異步計數(shù)器，結(jié)構(gòu)簡單但速度較慢B.同步計數(shù)器，計數(shù)速度快且穩(wěn)定性好C.環(huán)形計數(shù)器，每個狀態(tài)只有一位為1D.扭環(huán)形計數(shù)器，狀態(tài)轉(zhuǎn)換具有特定規(guī)律22、在數(shù)字系統(tǒng)中，若要對一個10位的二進制數(shù)進行編碼，使其能夠通過較少的線路進行傳輸，以下哪種編碼方式可能是合適的？（）A.格雷碼B.8421碼C.余3碼D.以上都不是23、當研究數(shù)字邏輯中的鎖存器時，假設一個鎖存器在輸入信號消失后仍然保持其輸出狀態(tài)。以下關(guān)于鎖存器的特點和應用場景，哪個說法是正確的（）A.常用于臨時存儲數(shù)據(jù)B.不能用于數(shù)據(jù)的同步C.輸出狀態(tài)只能由時鐘信號改變D.以上說法都不正確24、計數(shù)器不僅可以進行加法計數(shù)，還可以進行減法計數(shù)或者可逆計數(shù)。在一個可逆計數(shù)器中，可以通過控制信號來決定計數(shù)的方向。當控制信號為1時進行加法計數(shù)，為0時進行減法計數(shù)。假設初始值為5，控制信號先為1計數(shù)3次，再為0計數(shù)2次，計數(shù)器的最終值為：（）A.6B.7C.8D.925、已知一個邏輯函數(shù)F=AB+CD，若要用與非門來實現(xiàn)該函數(shù)，最少需要幾個與非門？（）A.3B.4C.5D.626、在數(shù)字邏輯中，若要檢測一個電路是否存在靜態(tài)冒險，可通過觀察其：（）A.真值表B.卡諾圖C.邏輯表達式D.以上均可27、邏輯函數(shù)的化簡方法有多種。假設我們正在嘗試化簡一個復雜的邏輯函數(shù)。以下關(guān)于邏輯函數(shù)化簡的描述，哪一項是不準確的？（）A.公式法化簡邏輯函數(shù)需要熟練掌握布爾代數(shù)的定律和規(guī)則B.卡諾圖化簡法直觀形象，適用于變量較少的邏輯函數(shù)化簡C.無論使用哪種化簡方法，得到的最簡邏輯表達式都是唯一的D.邏輯函數(shù)的化簡可以降低電路成本，提高電路的可靠性和穩(wěn)定性28、計數(shù)器是一種常見的時序邏輯電路，用于對脈沖進行計數(shù)。以下關(guān)于計數(shù)器的敘述中，錯誤的是（）A.同步計數(shù)器的所有觸發(fā)器同時翻轉(zhuǎn)，速度較快B.異步計數(shù)器的觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)不同步，可能存在延遲C.可以通過級聯(lián)多個計數(shù)器來增加計數(shù)范圍D.計數(shù)器的計數(shù)容量只取決于觸發(fā)器的數(shù)量29、在數(shù)字邏輯設計中，需要考慮電路的可測試性。如果要設計一個易于測試的電路，以下哪種原則是應該遵循的？（）A.盡量減少內(nèi)部節(jié)點的數(shù)量B.增加測試點，便于觀測內(nèi)部信號C.使電路的功能盡可能簡單D.以上原則都對提高電路的可測試性有幫助30、在數(shù)字邏輯中，若要對一個8位的二進制數(shù)進行奇偶校驗，校驗位應設置在：（）A.最高位B.最低位C.次高位D.次低位二、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設計一個數(shù)字電路，能夠?qū)斎氲囊纛l信號進行濾波和降噪處理。分析音頻濾波和降噪的算法和實現(xiàn)方法，如低通濾波、高通濾波和自適應濾波等，以及如何根據(jù)音頻信號的特點選擇合適的濾波器類型和參數(shù)。2、（本題5分）用數(shù)字邏輯實現(xiàn)一個簡單的數(shù)字信號加密傳輸系統(tǒng)。深入分析加密算法、傳輸協(xié)議和接收端的解密邏輯，解釋如何保證信號在傳輸過程中的安全性和完整性。3、（本題5分）給定一個數(shù)字系統(tǒng)的功耗分析報告，分析各個模塊的功耗分布和主要的功耗來源。提出降低系統(tǒng)功耗的策略和方法，如電源管理、門級優(yōu)化或采用低功耗器件。4、（本題5分）設計一個數(shù)字電路，能夠?qū)崿F(xiàn)對輸入的音頻信號進行頻譜分析。分析頻譜分析的基本原理和方法，如快速傅里葉變換（FFT），以及如何在數(shù)字電路中實現(xiàn)頻譜計算和顯示，為音頻處理提供依據(jù)。5、（本題5分）給定一個復雜的數(shù)字系統(tǒng)，其中包含多個輸入信號和多個輸出信號。輸入信號包括傳感器數(shù)據(jù)、控制指令等，輸出信號用于驅(qū)動執(zhí)行器和顯示設備。請詳細分析系統(tǒng)的功能和邏輯關(guān)系，設計相應的數(shù)字電路，并說明如何保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。三、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）詳細說明數(shù)字邏輯中編碼器和譯碼器的輸入輸出接口標準和電平兼容性，分析在不同系統(tǒng)中的連接問題。2、（本題5分）在數(shù)字系統(tǒng)中，解釋如何利用數(shù)字邏輯實現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)的采集和預處理，舉例說明常見傳感器接口的數(shù)字邏輯設計