香港科技大學(xué)（廣州）《數(shù)字媒體技術(shù)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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2023-2024學(xué)年第一學(xué)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(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、當(dāng)研究數(shù)字電路中的存儲單元時(shí)，假設(shè)需要一個(gè)能夠存儲大量數(shù)據(jù)并且可以快速讀取和寫入的存儲設(shè)備。以下哪種存儲器件通常具有較高的存儲容量和較快的讀寫速度？（）A.SRAMB.DRAMC.ROMD.FlashMemory2、在數(shù)字邏輯中，異步復(fù)位和同步復(fù)位是兩種常見的復(fù)位方式。假設(shè)一個(gè)時(shí)序電路，在復(fù)位信號有效的情況下，以下哪種復(fù)位方式能夠更可靠地將電路狀態(tài)初始化？（）A.異步復(fù)位B.同步復(fù)位C.兩者效果相同D.取決于具體電路3、譯碼器則是編碼器的逆過程，它將輸入的二進(jìn)制編碼轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的輸出信號。一個(gè)3線-8線譯碼器，當(dāng)輸入編碼為101時(shí)，其輸出的有效信號為：（）A.第5個(gè)輸出端B.第6個(gè)輸出端C.第7個(gè)輸出端D.第8個(gè)輸出端4、若要設(shè)計(jì)一個(gè)能對輸入的3位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行排序的電路，最少需要幾個(gè)比較器？（）A.2B.3C.4D.55、在數(shù)字邏輯電路的接口設(shè)計(jì)中，假設(shè)需要將一個(gè)數(shù)字邏輯電路與外部模擬設(shè)備進(jìn)行連接。為了實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號與模擬信號的轉(zhuǎn)換，需要使用專門的接口電路。以下哪種接口電路在這種情況下是常用的？（）A.數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）B.模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）C.電平轉(zhuǎn)換器D.以上都是6、在數(shù)字系統(tǒng)中，需要對一個(gè)脈沖信號進(jìn)行整形和濾波，以得到更清晰穩(wěn)定的信號。以下哪種電路可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能？（）A.施密特觸發(fā)器，對輸入進(jìn)行整形B.低通濾波器，濾除高頻噪聲C.積分電路，平滑信號D.以上電路都可以用于信號整形和濾波7、考慮數(shù)字邏輯中的觸發(fā)器的類型，JK觸發(fā)器是一種常見的觸發(fā)器。假設(shè)JK觸發(fā)器的J和K輸入端都為高電平，在時(shí)鐘脈沖作用下，觸發(fā)器的狀態(tài)會如何變化（）A.翻轉(zhuǎn)B.保持不變C.置0D.置18、已知一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)采用同步置數(shù)的計(jì)數(shù)器，在置數(shù)信號有效的下一個(gè)時(shí)鐘脈沖，計(jì)數(shù)器將置入什么數(shù)值？（）A.0B.設(shè)定的數(shù)值C.隨機(jī)數(shù)值D.不確定9、數(shù)字邏輯中的加法器可以分為串行加法器和并行加法器。串行加法器和并行加法器的主要區(qū)別是什么？（）A.串行加法器逐位進(jìn)行加法運(yùn)算，并行加法器同時(shí)對多位進(jìn)行加法運(yùn)算B.串行加法器的運(yùn)算速度快，并行加法器的運(yùn)算速度慢C.不確定D.串行加法器和并行加法器沒有區(qū)別10、加法器是數(shù)字電路中進(jìn)行加法運(yùn)算的重要部件。以下關(guān)于加法器的描述，錯(cuò)誤的是（）A.半加器只能處理兩個(gè)一位二進(jìn)制數(shù)的相加，不考慮進(jìn)位輸入B.全加器可以處理兩個(gè)一位二進(jìn)制數(shù)的相加，并考慮進(jìn)位輸入C.多位加法器可以通過級聯(lián)多個(gè)全加器來實(shí)現(xiàn)D.加法器在進(jìn)行加法運(yùn)算時(shí)，速度非?？?，不會產(chǎn)生任何延遲11、數(shù)字邏輯中，組合邏輯電路的輸出僅取決于當(dāng)前的輸入，那么在一個(gè)由多個(gè)邏輯門組成的組合邏輯電路中，如何判斷其功能是否正確？（）A.通過輸入不同的組合，觀察輸出是否符合預(yù)期B.檢查邏輯門的類型是否正確C.不確定D.根據(jù)電路的復(fù)雜程度判斷12、移位寄存器在數(shù)字電路中用于數(shù)據(jù)的存儲和移位操作。假設(shè)我們正在使用移位寄存器。以下關(guān)于移位寄存器的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.移位寄存器可以實(shí)現(xiàn)串行輸入并行輸出、并行輸入串行輸出等多種工作方式B.環(huán)形移位寄存器和扭環(huán)形移位寄存器在功能上沒有本質(zhì)區(qū)別C.移位寄存器可以用于數(shù)據(jù)的存儲、延遲和串行-并行轉(zhuǎn)換D.移位寄存器中的數(shù)據(jù)可以在時(shí)鐘信號的控制下向左或向右移位13、在數(shù)字系統(tǒng)的測試中，故障診斷是一項(xiàng)重要的任務(wù)。以下關(guān)于數(shù)字系統(tǒng)故障診斷的方法，錯(cuò)誤的是（）A.可以采用觀察法、測量法和替換法等B.邏輯分析儀是一種常用的故障診斷工具C.只要系統(tǒng)能正常工作，就不存在潛在的故障D.建立完善的測試方案有助于提高故障診斷的效率14、對于一個(gè)5位的二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，若初始狀態(tài)為00000，經(jīng)過18個(gè)時(shí)鐘脈沖后，計(jì)數(shù)器的狀態(tài)是多少？（）A.10010B.10001C.01001D.0010015、在數(shù)字電路中，觸發(fā)器的類型多種多樣。以下關(guān)于觸發(fā)器的描述，不正確的是（）A.D觸發(fā)器在時(shí)鐘脈沖的上升沿將輸入數(shù)據(jù)存儲到輸出端B.JK觸發(fā)器具有置0、置1、保持和翻轉(zhuǎn)的功能C.T觸發(fā)器在時(shí)鐘脈沖作用下，輸出狀態(tài)總是翻轉(zhuǎn)D.不同類型的觸發(fā)器可以相互轉(zhuǎn)換16、假設(shè)正在設(shè)計(jì)一個(gè)用于醫(yī)療設(shè)備的數(shù)字邏輯電路，需要滿足嚴(yán)格的安全性和準(zhǔn)確性標(biāo)準(zhǔn)。由于醫(yī)療設(shè)備直接關(guān)系到患者的生命健康，任何錯(cuò)誤都可能導(dǎo)致嚴(yán)重后果。在這種情況下，以下哪種設(shè)計(jì)方法能夠最大程度地保證電路的可靠性？（）A.采用成熟的設(shè)計(jì)方案B.進(jìn)行多次嚴(yán)格的測試C.引入容錯(cuò)機(jī)制D.以上都是17、在數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)中，如何判斷一個(gè)數(shù)字邏輯電路是否存在靜態(tài)冒險(xiǎn)？如果存在靜態(tài)冒險(xiǎn)，如何消除？（）A.通過分析邏輯表達(dá)式或卡諾圖判斷是否存在靜態(tài)冒險(xiǎn)，可以通過增加冗余項(xiàng)消除靜態(tài)冒險(xiǎn)B.通過觀察電路的輸入輸出波形判斷是否存在靜態(tài)冒險(xiǎn)，可以通過改變電路的結(jié)構(gòu)消除靜態(tài)冒險(xiǎn)C.不確定D.靜態(tài)冒險(xiǎn)很難判斷和消除18、在數(shù)字邏輯的研究領(lǐng)域，新興技術(shù)不斷涌現(xiàn)。以下關(guān)于量子計(jì)算與數(shù)字邏輯的描述，不正確的是（）A.量子計(jì)算有望突破傳統(tǒng)數(shù)字邏輯的計(jì)算能力限制B.量子計(jì)算的原理與傳統(tǒng)數(shù)字邏輯完全不同C.目前量子計(jì)算已經(jīng)完全取代了傳統(tǒng)數(shù)字邏輯D.量子計(jì)算的發(fā)展仍面臨許多技術(shù)挑戰(zhàn)19、在數(shù)字邏輯中，邏輯表達(dá)式的化簡是一項(xiàng)重要的工作。以下關(guān)于邏輯表達(dá)式化簡方法的描述中，錯(cuò)誤的是（）A.可以使用公式法進(jìn)行化簡B.卡諾圖法只能用于化簡與或表達(dá)式C.代數(shù)法化簡需要熟練掌握邏輯運(yùn)算的規(guī)則D.無論使用哪種方法，化簡的結(jié)果應(yīng)該是唯一的20、在一個(gè)多位數(shù)字比較器中，如果要比較兩個(gè)8位的二進(jìn)制數(shù)，需要多少個(gè)基本比較單元？（）A.8B.16C.64D.25621、在解決競爭冒險(xiǎn)問題時(shí)，可以采用多種方法。以下方法中，不能有效消除競爭冒險(xiǎn)的是（）A.接入濾波電容B.修改邏輯設(shè)計(jì)C.增加冗余項(xiàng)D.提高電源電壓22、在數(shù)字電路中，若要實(shí)現(xiàn)將4位并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)并進(jìn)行發(fā)送，需要用到的器件是：（）A.計(jì)數(shù)器B.數(shù)據(jù)選擇器C.移位寄存器D.編碼器23、在數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)中，卡諾圖是一種用于化簡邏輯函數(shù)的工具。對于一個(gè)四變量的邏輯函數(shù)，如何使用卡諾圖進(jìn)行化簡？（）A.將邏輯函數(shù)表示為卡諾圖中的方格，通過合并相鄰的方格化簡邏輯函數(shù)B.將邏輯函數(shù)表示為卡諾圖中的線條，通過連接線條化簡邏輯函數(shù)C.不確定D.卡諾圖不能用于四變量邏輯函數(shù)的化簡24、對于一個(gè)由JK觸發(fā)器構(gòu)成的計(jì)數(shù)器，若要實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)范圍為0-7的循環(huán)計(jì)數(shù)，J和K的輸入應(yīng)該如何設(shè)置？（）A.特定的邏輯組合B.隨機(jī)設(shè)置C.保持不變D.以上都不對25、在數(shù)字邏輯電路中，編碼器和譯碼器常常一起使用。一個(gè)8線-3線編碼器和一個(gè)3線-8線譯碼器連接在一起，當(dāng)編碼器輸入為特定值時(shí)，譯碼器的輸出會是什么？（）A.譯碼器的輸出會根據(jù)編碼器的輸入產(chǎn)生相應(yīng)的高電平輸出B.譯碼器的輸出會根據(jù)編碼器的輸入產(chǎn)生相應(yīng)的低電平輸出C.不確定D.譯碼器的輸出與編碼器的輸入無關(guān)26、在數(shù)字邏輯中，利用中規(guī)模集成電路（MSI）可以構(gòu)建更復(fù)雜的邏輯電路。例如，使用計(jì)數(shù)器和譯碼器可以構(gòu)建順序脈沖發(fā)生器。以下關(guān)于順序脈沖發(fā)生器的描述，正確的是：（）A.可以產(chǎn)生固定頻率的脈沖序列B.輸出脈沖的寬度是固定的C.輸出脈沖的順序是隨機(jī)的D.可以根據(jù)需要產(chǎn)生特定順序的脈沖27、在數(shù)字邏輯電路中，信號的傳輸和延遲會對電路的性能產(chǎn)生影響。以下關(guān)于信號延遲的描述，錯(cuò)誤的是（）A.信號在導(dǎo)線中傳輸會存在一定的延遲，延遲時(shí)間與導(dǎo)線長度和信號傳播速度有關(guān)B.邏輯門的輸入到輸出也存在延遲，不同類型的邏輯門延遲時(shí)間可能不同C.信號延遲可能導(dǎo)致時(shí)序邏輯電路出現(xiàn)錯(cuò)誤，需要在設(shè)計(jì)中進(jìn)行考慮D.可以通過增加電路的復(fù)雜度來完全消除信號延遲的影響28、在數(shù)字電路設(shè)計(jì)中，若要實(shí)現(xiàn)一個(gè)能夠判斷兩個(gè)4位二進(jìn)制數(shù)是否相等的比較器，需要使用以下哪種邏輯門組合？（）A.與門和或門B.異或門和與門C.同或門和或門D.以上都可以29、若要實(shí)現(xiàn)一個(gè)將8421BCD碼轉(zhuǎn)換為余3碼的電路，應(yīng)采用？（）A.編碼器B.譯碼器C.加法器D.數(shù)值比較器30、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.移位寄存器無法實(shí)現(xiàn)串行-并行轉(zhuǎn)換功能二、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)組合邏輯電路，用于判斷一個(gè)3位二進(jìn)制數(shù)是否能被3整除。請?jiān)敿?xì)闡述設(shè)計(jì)思路，使用邏輯表達(dá)式和真值表進(jìn)行分析，并畫出相應(yīng)的邏輯電路圖。思考該電路在數(shù)字信號處理和編碼解碼中的應(yīng)用可能性。2、（本題5分）給定一個(gè)8位的二進(jìn)制數(shù)，使用邏輯運(yùn)算（與、或、非、異或等）實(shí)現(xiàn)對其某些特定位的置位和清零操作。詳細(xì)分析每一步操作所使用的邏輯運(yùn)算及其作用，解釋最終結(jié)果是如何得到的。3、（本題5分）給定一個(gè)數(shù)字邏輯電路的熱分析報(bào)告，分析電路中各個(gè)器件的發(fā)熱情況和溫度分布。提出散熱措施和優(yōu)化電路布局的建議，以確保電路在工作過程中的穩(wěn)定性和可靠性。4、（本題5分）構(gòu)建一個(gè)數(shù)字邏輯電路，用于實(shí)現(xiàn)對輸入音頻信號的量化和編碼。全面分析量化和編碼的原理和方法，討論如何根據(jù)音頻信號的特點(diǎn)選擇合適的量化級別和編碼方式，以保證音頻質(zhì)量和數(shù)據(jù)效率。5、（本題5分）給定一個(gè)由多個(gè)編碼器、譯碼器和寄存器組成的數(shù)字通信協(xié)議轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，分析系統(tǒng)的協(xié)議轉(zhuǎn)換過程和數(shù)據(jù)格式變換，評估系統(tǒng)的兼容性和效率。討論在不同通信協(xié)議之間轉(zhuǎn)換時(shí)的關(guān)鍵問題和解決方案。三、簡答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）在數(shù)字系統(tǒng)中，解釋如何利用數(shù)字邏輯實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號的編碼壓縮和解壓縮，分析常見的編碼壓縮算法在數(shù)字邏輯中的實(shí)現(xiàn)。2、（本題5分）詳細(xì)闡述在數(shù)字邏輯運(yùn)算中，與、或、非、異或等基本邏輯運(yùn)算的真值表和邏輯表達(dá)式。3、（本題5分）詳細(xì)解釋數(shù)字邏輯中脈沖整形電路的作用和常見類