新疆工程學(xué)院《空間藝術(shù)數(shù)字化表現(xiàn)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺(jué)遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密自覺(jué)遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密封線第1頁(yè)，共3頁(yè)新疆工程學(xué)院

《空間藝術(shù)數(shù)字化表現(xiàn)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共30個(gè)小題，每小題1分，共30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、若一個(gè)PLA的與陣列有8個(gè)輸入變量，或陣列有4個(gè)輸出函數(shù)，則PLA的規(guī)模約為：（）A.8×4B.2^8×4C.8×2^4D.2^8×2^42、數(shù)字邏輯中的移位寄存器可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和移位操作。假設(shè)一個(gè)8位的串行輸入并行輸出移位寄存器，在時(shí)鐘脈沖的作用下，依次輸入數(shù)據(jù)10110101。當(dāng)完成輸入后，并行輸出的數(shù)據(jù)是什么？（）A.10110101B.01011010C.10101101D.011010113、假設(shè)正在設(shè)計(jì)一個(gè)用于圖像處理器的數(shù)字邏輯電路，需要對(duì)像素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行快速的處理和轉(zhuǎn)換。圖像數(shù)據(jù)的處理涉及大量的并行運(yùn)算和邏輯判斷。為了提高處理速度和效率，以下哪種數(shù)字邏輯架構(gòu)最適合這種大規(guī)模并行處理的需求？（）A.馮·諾依曼架構(gòu)B.哈佛架構(gòu)C.流水線架構(gòu)D.超標(biāo)量架構(gòu)4、數(shù)字邏輯中的加法器可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)的相加。一個(gè)4位二進(jìn)制加法器，當(dāng)兩個(gè)輸入都為最大的4位二進(jìn)制數(shù)時(shí)，輸出結(jié)果會(huì)產(chǎn)生進(jìn)位嗎？（）A.會(huì)產(chǎn)生進(jìn)位B.不會(huì)產(chǎn)生進(jìn)位C.不確定D.根據(jù)加法器的類型判斷5、在數(shù)字系統(tǒng)中，模/數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）和數(shù)/模轉(zhuǎn)換器（DAC）起著重要的作用。以下關(guān)于ADC轉(zhuǎn)換精度的描述中，錯(cuò)誤的是（）A.轉(zhuǎn)換精度取決于ADC的位數(shù)B.位數(shù)越多，轉(zhuǎn)換精度越高C.轉(zhuǎn)換精度與輸入信號(hào)的頻率無(wú)關(guān)D.轉(zhuǎn)換精度與參考電壓的穩(wěn)定性有關(guān)6、對(duì)于一個(gè)由與非門組成的基本邏輯電路，已知輸入信號(hào)A=1，B=0，C=1，那么經(jīng)過(guò)邏輯運(yùn)算后的輸出結(jié)果是多少？（）A.0B.1C.不確定D.以上都不對(duì)7、數(shù)字邏輯中的計(jì)數(shù)器可以按照不同的進(jìn)制進(jìn)行計(jì)數(shù)。一個(gè)六進(jìn)制計(jì)數(shù)器，需要幾個(gè)觸發(fā)器來(lái)實(shí)現(xiàn)？（）A.三個(gè)B.四個(gè)C.不確定D.根據(jù)計(jì)數(shù)器的類型判斷8、在數(shù)字邏輯的組合邏輯電路分析中，假設(shè)給定一個(gè)復(fù)雜的組合邏輯電路的真值表。以下哪種方法可以幫助快速確定其邏輯表達(dá)式（）A.觀察法B.卡諾圖法C.試錯(cuò)法D.以上方法都不可靠9、時(shí)序邏輯電路與組合邏輯電路不同，其輸出不僅取決于當(dāng)前的輸入，還與電路的原有狀態(tài)有關(guān)。以下關(guān)于時(shí)序邏輯電路的說(shuō)法中，錯(cuò)誤的是（）A.觸發(fā)器是構(gòu)成時(shí)序邏輯電路的基本單元B.計(jì)數(shù)器是一種常見(jiàn)的時(shí)序邏輯電路C.時(shí)序邏輯電路中一定包含存儲(chǔ)元件D.時(shí)序邏輯電路的輸出與輸入的變化是同步的10、在數(shù)字邏輯中，有限狀態(tài)機(jī)（FSM）是一種用于描述系統(tǒng)狀態(tài)和狀態(tài)轉(zhuǎn)換的模型。Mealy型和Moore型是兩種常見(jiàn)的有限狀態(tài)機(jī)類型。Mealy型有限狀態(tài)機(jī)的輸出不僅取決于當(dāng)前狀態(tài)，還取決于：（）A.上一個(gè)狀態(tài)B.輸入信號(hào)C.時(shí)鐘信號(hào)D.初始狀態(tài)11、在數(shù)字邏輯中，若要判斷一個(gè)數(shù)字電路是否存在競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)現(xiàn)象，可通過(guò)：（）A.觀察邏輯電路圖B.進(jìn)行功能仿真C.分析邏輯表達(dá)式D.以上都是12、已知邏輯函數(shù)F=(A+B)(C+D)，其反函數(shù)為？（）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、在數(shù)字邏輯中，奇偶校驗(yàn)碼可以用于檢測(cè)數(shù)據(jù)傳輸中的錯(cuò)誤。奇校驗(yàn)碼是指數(shù)據(jù)中1的個(gè)數(shù)加上校驗(yàn)位后為奇數(shù)，偶校驗(yàn)碼則相反。對(duì)于一個(gè)8位的數(shù)據(jù)10101100，采用偶校驗(yàn)碼時(shí)，校驗(yàn)位應(yīng)為：（）A.0B.1C.無(wú)法確定D.取決于傳輸方式14、對(duì)于數(shù)字邏輯中的可編程邏輯器件（PLD），假設(shè)需要實(shí)現(xiàn)一個(gè)復(fù)雜的數(shù)字邏輯功能。以下哪種PLD類型在靈活性和集成度方面具有優(yōu)勢(shì)？（）A.PALB.GALC.CPLDD.FPGA15、假設(shè)正在設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，用于實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的有限狀態(tài)機(jī)（FSM）。如果狀態(tài)數(shù)量較少，并且狀態(tài)轉(zhuǎn)換關(guān)系明確，以下哪種方法描述FSM是最直觀和易于理解的？（）A.狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖B.狀態(tài)轉(zhuǎn)換表C.用硬件描述語(yǔ)言編寫(xiě)代碼D.以上方法的直觀性和易理解性相同16、已知一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)的工作頻率為200MHz，其時(shí)鐘周期是多少納秒？（）A.5B.2C.0.5D.0.217、數(shù)字邏輯是計(jì)算機(jī)科學(xué)和電子工程的重要基礎(chǔ)。在數(shù)字邏輯中，二進(jìn)制數(shù)是最基本的數(shù)值表示方式。以下關(guān)于二進(jìn)制數(shù)的描述中，錯(cuò)誤的是（）A.二進(jìn)制數(shù)只有0和1兩個(gè)數(shù)字B.二進(jìn)制數(shù)的位權(quán)是以2為底的冪C.二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)時(shí)，只需將各位數(shù)字乘以相應(yīng)的位權(quán)并相加D.二進(jìn)制數(shù)在進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算時(shí)，比十進(jìn)制數(shù)更復(fù)雜，效率更低18、假設(shè)正在分析一個(gè)組合邏輯電路的功能，已知其輸入為A、B、C，輸出為Y。通過(guò)真值表得到了輸入和輸出的對(duì)應(yīng)關(guān)系。以下哪種方法可以最直觀地描述該電路的邏輯功能？（）A.邏輯表達(dá)式，用與、或、非等運(yùn)算表示B.邏輯電路圖，展示門電路的連接C.波形圖，顯示輸入輸出隨時(shí)間的變化D.文字描述，詳細(xì)說(shuō)明輸入輸出的關(guān)系19、在數(shù)字電路中，若要對(duì)一個(gè)16位的二進(jìn)制數(shù)進(jìn)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(guò)邏輯運(yùn)算D.以上都不是20、在數(shù)字邏輯的應(yīng)用場(chǎng)景中，以下關(guān)于計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)系統(tǒng)的描述，錯(cuò)誤的是（）A.內(nèi)存和外存都使用數(shù)字邏輯來(lái)實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)和讀寫(xiě)操作B.閃存是一種非易失性存儲(chǔ)介質(zhì)，基于數(shù)字邏輯原理工作C.存儲(chǔ)系統(tǒng)的性能主要取決于存儲(chǔ)容量，與數(shù)字邏輯無(wú)關(guān)D.數(shù)字邏輯在存儲(chǔ)系統(tǒng)的地址譯碼和數(shù)據(jù)傳輸中發(fā)揮重要作用21、在數(shù)字邏輯中，移位寄存器除了用于數(shù)據(jù)的移位操作，還可以用于實(shí)現(xiàn)其他功能。假如要利用移位寄存器實(shí)現(xiàn)一個(gè)串行-并行轉(zhuǎn)換器，以下哪種方式是可行的？（）A.將輸入的串行數(shù)據(jù)依次存入移位寄存器，然后同時(shí)輸出B.對(duì)移位寄存器中的數(shù)據(jù)進(jìn)行特定的邏輯運(yùn)算后輸出C.按照一定的時(shí)鐘節(jié)拍，逐步從移位寄存器中輸出數(shù)據(jù)D.移位寄存器無(wú)法實(shí)現(xiàn)串行-并行轉(zhuǎn)換功能22、若要設(shè)計(jì)一個(gè)能產(chǎn)生101010序列的數(shù)字電路，最簡(jiǎn)的方法是使用：（）A.計(jì)數(shù)器B.移位寄存器C.數(shù)據(jù)選擇器D.編碼器23、在數(shù)字電路中，組合邏輯電路的輸出僅取決于當(dāng)前的輸入。以下關(guān)于組合邏輯電路的描述，不正確的是（）A.常見(jiàn)的組合邏輯電路有加法器、編碼器、譯碼器等B.組合邏輯電路不存在反饋通路，信號(hào)從輸入到輸出是單向傳輸?shù)腃.由于沒(méi)有存儲(chǔ)元件，組合邏輯電路的輸出不能保持，會(huì)隨著輸入的變化而立即變化D.組合邏輯電路的設(shè)計(jì)不需要考慮時(shí)序問(wèn)題，比時(shí)序邏輯電路簡(jiǎn)單得多24、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)25、假設(shè)要設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路來(lái)產(chǎn)生一個(gè)周期性的脈沖信號(hào)，脈沖寬度和周期可以調(diào)整。以下哪種電路元件或模塊可能是最關(guān)鍵的？（）A.計(jì)數(shù)器，通過(guò)設(shè)置計(jì)數(shù)值來(lái)控制脈沖的周期B.寄存器，用于存儲(chǔ)脈沖的狀態(tài)C.比較器，比較輸入值來(lái)產(chǎn)生脈沖D.編碼器，將輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為特定的編碼輸出26、在數(shù)字邏輯中，若要將一個(gè)8位的二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為格雷碼，以下哪種方法是正確的？（）A.依次對(duì)每一位進(jìn)行轉(zhuǎn)換B.整體進(jìn)行邏輯運(yùn)算C.通過(guò)計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)D.無(wú)法直接轉(zhuǎn)換27、若要將一個(gè)8位的二進(jìn)制數(shù)擴(kuò)展為16位，同時(shí)保持?jǐn)?shù)值不變，應(yīng)該進(jìn)行什么操作？（）A.在高位補(bǔ)0B.在高位補(bǔ)1C.在低位補(bǔ)0D.在低位補(bǔ)128、在一個(gè)由邊沿D觸發(fā)器組成的計(jì)數(shù)器中，若要實(shí)現(xiàn)模6計(jì)數(shù)，至少需要幾個(gè)觸發(fā)器？（）A.2個(gè)B.3個(gè)C.4個(gè)D.6個(gè)29、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)30、在一個(gè)復(fù)雜的數(shù)字系統(tǒng)中，可能會(huì)包含多個(gè)時(shí)鐘域。不同時(shí)鐘域之間的信號(hào)傳輸需要進(jìn)行特殊的處理，以避免出現(xiàn)亞穩(wěn)態(tài)。亞穩(wěn)態(tài)是指信號(hào)在不穩(wěn)定的狀態(tài)停留一段時(shí)間。以下關(guān)于亞穩(wěn)態(tài)的描述，錯(cuò)誤的是：（）A.可以通過(guò)增加同步器來(lái)減少亞穩(wěn)態(tài)的影響B(tài).亞穩(wěn)態(tài)可能導(dǎo)致系統(tǒng)的錯(cuò)誤輸出C.亞穩(wěn)態(tài)的持續(xù)時(shí)間是固定的D.亞穩(wěn)態(tài)在高速數(shù)字系統(tǒng)中更容易出現(xiàn)二、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)同步時(shí)序電路，用于實(shí)現(xiàn)一個(gè)數(shù)字頻率合成器。分析頻率合成的原理和時(shí)序控制邏輯，包括相位累加器、波形存儲(chǔ)器和數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）的協(xié)同工作，生成所需的頻率信號(hào)。2、（本題5分）構(gòu)建一個(gè)數(shù)字邏輯電路，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)處理和通信控制。全面分析無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)和協(xié)議要求，討論如何通過(guò)數(shù)字邏輯實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)的低功耗運(yùn)行和數(shù)據(jù)可靠傳輸。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字邏輯電路，用于檢測(cè)一個(gè)6位二進(jìn)制數(shù)中1的個(gè)數(shù)是否為偶數(shù)。詳細(xì)闡述設(shè)計(jì)思路，通過(guò)邏輯表達(dá)式和真值表進(jìn)行分析，并畫(huà)出邏輯電路圖。探討該電路在奇偶校驗(yàn)和數(shù)據(jù)完整性檢查中的應(yīng)用。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，能夠?qū)斎氲膬蓚€(gè)8位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行邏輯與、邏輯或和邏輯異或運(yùn)算，并分別輸出結(jié)果。深入分析這三種邏輯運(yùn)算的特點(diǎn)和用途，說(shuō)明電路中如何實(shí)現(xiàn)這些運(yùn)算的邏輯門組合和信號(hào)連接。5、（本題5分）在一個(gè)數(shù)字電路系統(tǒng)中，有兩個(gè)輸入信號(hào)A和B，以及一個(gè)輸出信號(hào)Y。當(dāng)A和B同時(shí)為1時(shí)，Y輸出為1；否則，Y輸出為0。請(qǐng)使用邏輯門（與門、或門、非門等）設(shè)計(jì)該電路，并畫(huà)出其邏輯電路圖。分析該電路的功能，以及在實(shí)際應(yīng)用中可能的場(chǎng)景。三、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）深入解釋在多路分配器的擴(kuò)展和組合應(yīng)用中，如何實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的數(shù)據(jù)分配功能。2、（本題5分）詳細(xì)闡述如何用硬件描述語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)一個(gè)狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)跳轉(zhuǎn)條件判斷。3、（本題5分）說(shuō)明在數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)中如何進(jìn)行面積和速度的權(quán)衡，以滿足不同的設(shè)計(jì)要求。4、（本題5分）闡述