安慶師范大學(xué)《數(shù)字電子技術(shù)》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《數(shù)字電子技術(shù)》2021-2022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2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、考慮一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)，需要對(duì)輸入的模擬信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化處理。在這個(gè)過(guò)程中，首先需要進(jìn)行采樣和量化。如果要提高數(shù)字化的精度，以下哪種措施是關(guān)鍵的？（）A.增加采樣頻率B.提高量化的位數(shù)C.優(yōu)化采樣保持電路D.以上措施都對(duì)提高精度有同等重要的作用2、在數(shù)字邏輯中，邏輯表達(dá)式的化簡(jiǎn)對(duì)于電路的優(yōu)化至關(guān)重要。以下關(guān)于邏輯表達(dá)式化簡(jiǎn)方法的描述，錯(cuò)誤的是（）A.可以使用公式法和圖形法相結(jié)合來(lái)化簡(jiǎn)復(fù)雜的邏輯表達(dá)式B.化簡(jiǎn)后的邏輯表達(dá)式功能一定與原始表達(dá)式相同C.邏輯表達(dá)式的化簡(jiǎn)程度越高，電路的成本越低D.任何邏輯表達(dá)式都可以化簡(jiǎn)到最簡(jiǎn)形式3、數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要遵循一定的步驟和方法。假設(shè)我們正在設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)字系統(tǒng)。以下關(guān)于數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.首先需要明確系統(tǒng)的功能和性能要求，制定詳細(xì)的設(shè)計(jì)方案B.然后進(jìn)行模塊劃分和邏輯設(shè)計(jì)，使用硬件描述語(yǔ)言（HDL）進(jìn)行描述C.設(shè)計(jì)完成后需要進(jìn)行仿真驗(yàn)證，確保系統(tǒng)的功能正確無(wú)誤D.數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不需要考慮成本和可維護(hù)性，只要功能實(shí)現(xiàn)即可4、在數(shù)字邏輯中，已知一個(gè)JK觸發(fā)器的J=1，K=0，在時(shí)鐘脈沖的上升沿到來(lái)時(shí)，觸發(fā)器的輸出狀態(tài)會(huì)如何變化？（）A.置1B.置0C.保持不變D.翻轉(zhuǎn)5、在數(shù)字邏輯的教學(xué)和學(xué)習(xí)中，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)是非常重要的。以下關(guān)于數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)的描述，正確的是（）A.數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)可以幫助學(xué)生更好地理解理論知識(shí)，提高動(dòng)手能力B.實(shí)驗(yàn)中只需要按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)的步驟進(jìn)行操作，不需要思考和創(chuàng)新C.數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)的結(jié)果一定是準(zhǔn)確無(wú)誤的，不會(huì)出現(xiàn)任何問(wèn)題D.數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)設(shè)備的先進(jìn)程度決定了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量和效果6、一個(gè)4位的并行加法器，若采用先行進(jìn)位方式，其運(yùn)算速度比串行進(jìn)位方式：（）A.快很多B.慢很多C.差不多D.無(wú)法比較7、加法器是數(shù)字邏輯中用于執(zhí)行加法運(yùn)算的電路。半加器和全加器是加法器的基本組成單元。以下關(guān)于半加器和全加器的描述，正確的是（）A.半加器不考慮來(lái)自低位的進(jìn)位，而全加器考慮B.半加器和全加器的輸出結(jié)果相同，只是輸入有所不同C.多個(gè)半加器可以直接級(jí)聯(lián)構(gòu)成多位加法器，無(wú)需使用全加器D.全加器的邏輯功能比半加器復(fù)雜，所以在實(shí)際應(yīng)用中很少使用8、D觸發(fā)器是一種常見(jiàn)的觸發(fā)器，其特點(diǎn)是在時(shí)鐘脈沖作用下，輸出跟隨輸入變化。對(duì)于D觸發(fā)器，以下描述錯(cuò)誤的是（）A.D觸發(fā)器可以由JK觸發(fā)器轉(zhuǎn)換而來(lái)B.D觸發(fā)器的邏輯功能比JK觸發(fā)器簡(jiǎn)單C.D觸發(fā)器常用于數(shù)據(jù)的鎖存和同步D.D觸發(fā)器的輸出狀態(tài)在每個(gè)時(shí)鐘脈沖到來(lái)時(shí)都一定會(huì)翻轉(zhuǎn)9、在數(shù)字邏輯電路中，同步時(shí)序電路和異步時(shí)序電路有明顯的區(qū)別。以下關(guān)于它們的描述，不正確的是（）A.同步時(shí)序電路使用統(tǒng)一的時(shí)鐘信號(hào)來(lái)控制狀態(tài)轉(zhuǎn)換B.異步時(shí)序電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換不受統(tǒng)一時(shí)鐘的控制C.同步時(shí)序電路的穩(wěn)定性比異步時(shí)序電路好D.異步時(shí)序電路的設(shè)計(jì)比同步時(shí)序電路簡(jiǎn)單10、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)字電路的設(shè)計(jì)中，卡諾圖是一種用于化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)的工具。以下關(guān)于卡諾圖化簡(jiǎn)的描述，錯(cuò)誤的是（）A.卡諾圖中的相鄰方格可以合并，以消去變量B.卡諾圖化簡(jiǎn)可以得到最簡(jiǎn)與或表達(dá)式C.卡諾圖只適用于變量較少的邏輯函數(shù)化簡(jiǎn)D.卡諾圖化簡(jiǎn)的結(jié)果一定是唯一的13、在數(shù)字電路中，觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換由輸入信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)共同決定。假設(shè)我們正在研究觸發(fā)器的工作特性。以下關(guān)于觸發(fā)器的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.D觸發(fā)器在時(shí)鐘上升沿或下降沿時(shí)，將輸入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到輸出端B.JK觸發(fā)器具有置0、置1、保持和翻轉(zhuǎn)四種功能C.T觸發(fā)器在時(shí)鐘信號(hào)作用下，每來(lái)一個(gè)脈沖，輸出狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次D.觸發(fā)器的輸出狀態(tài)只取決于當(dāng)前的輸入信號(hào)，與之前的狀態(tài)無(wú)關(guān)14、數(shù)字邏輯是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的重要基礎(chǔ)，它涉及到數(shù)字電路的設(shè)計(jì)和分析。在數(shù)字邏輯中，邏輯門(mén)是基本的組成單元。與門(mén)、或門(mén)、非門(mén)等是常見(jiàn)的邏輯門(mén)?？紤]一個(gè)由兩個(gè)輸入信號(hào)A和B組成的邏輯電路，輸出信號(hào)為Y。當(dāng)A=1，B=0時(shí)，對(duì)于一個(gè)與非門(mén)，輸出Y的值為：（）A.0B.1C.不確定D.取決于電路的其他部分15、數(shù)字邏輯中的計(jì)數(shù)器可以按照不同的進(jìn)制和計(jì)數(shù)方式進(jìn)行計(jì)數(shù)。一個(gè)模12的可逆計(jì)數(shù)器，當(dāng)控制信號(hào)為加法計(jì)數(shù)時(shí)，從0開(kāi)始計(jì)數(shù)，經(jīng)過(guò)多次時(shí)鐘脈沖后，計(jì)數(shù)器的值會(huì)變成多少？（）A.11B.12C.不確定D.根據(jù)計(jì)數(shù)器的類型判斷二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）解釋在數(shù)字系統(tǒng)中什么是時(shí)鐘抖動(dòng)和時(shí)鐘偏斜，它們對(duì)電路性能的影響。2、（本題5分）深入解釋在編碼器的編碼格式轉(zhuǎn)換中，如二進(jìn)制到格雷碼的轉(zhuǎn)換方法和應(yīng)用。3、（本題5分）詳細(xì)說(shuō)明在多路選擇器的信號(hào)切換時(shí)間優(yōu)化中，采取的技術(shù)和效果。三、分析題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）用數(shù)字邏輯實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的圖像壓縮電路，例如基于行程編碼的壓縮。深入分析圖像數(shù)據(jù)的特點(diǎn)和壓縮算法的邏輯實(shí)現(xiàn)，解釋壓縮效果的評(píng)估指標(biāo)和改進(jìn)方法。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字邏輯電路，將BCD碼轉(zhuǎn)換為七段數(shù)碼管顯示編碼。詳細(xì)闡述轉(zhuǎn)換的規(guī)則和邏輯過(guò)程，通過(guò)真值表和邏輯表達(dá)式進(jìn)行分析，并畫(huà)出邏輯電路圖。分析該轉(zhuǎn)換在數(shù)字顯示系統(tǒng)中的應(yīng)用和顯示效果的優(yōu)化。3、（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位的加法器/減法器，通過(guò)一個(gè)控制信號(hào)選擇執(zhí)行加法或減法運(yùn)算。深入探討加法和減法運(yùn)算在電路中的實(shí)現(xiàn)差異，以及控制信號(hào)如何切換運(yùn)算模式。分析電路在不同運(yùn)算模式下的性能和可能出現(xiàn)的問(wèn)題。4、（本題5分）利用數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字圖像縮放電路，能夠?qū)D像進(jìn)行放大或縮小處理。詳細(xì)闡述圖像縮放的算法和邏輯實(shí)現(xiàn)，分析圖像質(zhì)量的保持和優(yōu)化方法。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字邏輯電路，實(shí)現(xiàn)一個(gè)6位的數(shù)值比較器，能夠判斷兩個(gè)輸入數(shù)的相等、大于、小于關(guān)系，并輸出相應(yīng)的標(biāo)志位。詳細(xì)描述比較器的邏輯功能和實(shí)現(xiàn)方法，通過(guò)真值表和邏輯表達(dá)式進(jìn)行驗(yàn)證，并畫(huà)出邏輯電路圖。思考該比較器在數(shù)據(jù)排序和決策系統(tǒng)中的優(yōu)化和應(yīng)用。四、設(shè)計(jì)題（本大題共3個(gè)小題，共30分