廣東食品藥品職業(yè)學院《數(shù)字圖像處理》2023-2024學年第一學期期末試卷

站名：站名：年級專業(yè)：姓名：學號：凡年級專業(yè)、姓名、學號錯寫、漏寫或字跡不清者，成績按零分記?！堋狻€…………第1頁，共1頁廣東食品藥品職業(yè)學院《數(shù)字圖像處理》

2023-2024學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、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、假設正在研究數(shù)字邏輯電路中的時序違規(guī)問題，即信號的建立時間和保持時間不滿足要求。這可能導致電路的功能錯誤或不穩(wěn)定。為了檢測和解決時序違規(guī)，以下哪種方法是常用且有效的？（）A.靜態(tài)時序分析B.動態(tài)時序仿真C.邏輯綜合優(yōu)化D.以上都是2、考慮一個數(shù)字系統(tǒng)，需要對輸入的數(shù)字信號進行編碼壓縮，以減少存儲空間和傳輸帶寬。以下哪種編碼壓縮方法在數(shù)據(jù)重復性較高的情況下效果較好？（）A.哈夫曼編碼B.算術編碼C.行程編碼D.以上編碼方法的效果相同，與數(shù)據(jù)特點無關3、在數(shù)字電路中，觸發(fā)器的觸發(fā)方式有多種。以下關于觸發(fā)器觸發(fā)方式的描述中，不正確的是（）A.電平觸發(fā)方式在觸發(fā)信號為高電平時有效B.邊沿觸發(fā)方式在上升沿或下降沿時有效C.主從觸發(fā)方式可以避免空翻現(xiàn)象D.所有的觸發(fā)器都可以采用以上三種觸發(fā)方式4、在數(shù)字圖像處理中，數(shù)字邏輯可以用于圖像的增強、壓縮等操作。以下關于數(shù)字圖像處理中數(shù)字邏輯的描述，錯誤的是（）A.可以使用數(shù)字邏輯電路對圖像的像素值進行運算，實現(xiàn)圖像增強B.圖像壓縮算法可以通過數(shù)字邏輯電路來實現(xiàn)，提高壓縮效率C.數(shù)字邏輯在數(shù)字圖像處理中的應用效果不如傳統(tǒng)的圖像處理方法D.數(shù)字邏輯的高速處理能力有助于實時處理圖像數(shù)據(jù)5、已知一個JK觸發(fā)器的特性方程為Q*=JQ'+K'Q，當J=1，K=1時，在時鐘脈沖作用下，觸發(fā)器實現(xiàn)什么功能？（）A.置0B.置1C.翻轉D.保持6、在數(shù)字邏輯的競爭冒險現(xiàn)象分析中，假設一個邏輯表達式在某些輸入條件下可能產(chǎn)生競爭冒險。以下哪個工具或方法可以幫助準確地分析和預測這種現(xiàn)象（）A.邏輯分析儀B.示波器C.手工計算D.以上方法都不準確7、數(shù)字邏輯中的競爭冒險現(xiàn)象是指什么？在一個組合邏輯電路中，如何判斷是否存在競爭冒險現(xiàn)象？（）A.競爭冒險是指由于邏輯門的延遲導致輸出出現(xiàn)錯誤的現(xiàn)象，可以通過觀察邏輯電路圖判斷是否存在B.競爭冒險是指由于輸入信號的變化導致輸出出現(xiàn)錯誤的現(xiàn)象，可以通過分析邏輯表達式判斷是否存在C.不確定D.競爭冒險現(xiàn)象很難判斷8、譯碼器是編碼器的逆過程，它將輸入的編碼轉換為對應的輸出信號。以下關于譯碼器的說法，不正確的是（）A.譯碼器可以將二進制編碼轉換為多個輸出信號，每個輸出信號對應一個編碼值B.二進制譯碼器的輸入編碼位數(shù)和輸出信號數(shù)量之間存在固定的關系C.譯碼器在數(shù)字電路中常用于地址譯碼和數(shù)據(jù)選擇D.譯碼器的輸出信號總是相互獨立，不會存在相互影響的情況9、在數(shù)字邏輯中，編碼器用于將一組輸入信號轉換為二進制編碼輸出。例如，一個8線-3線編碼器，有8個輸入信號，它會將輸入的8個信號編碼為3位二進制輸出。如果同時有多個輸入信號有效，以下關于編碼器輸出的描述，正確的是：（）A.輸出是隨機的B.輸出是無效的C.輸出是多個有效編碼的組合D.輸出是優(yōu)先級最高的輸入信號的編碼10、在數(shù)字系統(tǒng)中，計數(shù)器的級聯(lián)可以實現(xiàn)更大范圍的計數(shù)。例如，將兩個4位計數(shù)器級聯(lián)，可以得到一個8位計數(shù)器。在級聯(lián)時，需要注意低位計數(shù)器的進位信號連接到高位計數(shù)器的計數(shù)輸入端。當?shù)臀挥嫈?shù)器從1111計數(shù)到0000時，會產(chǎn)生一個進位信號。以下關于計數(shù)器級聯(lián)的描述，正確的是：（）A.級聯(lián)后的計數(shù)器計數(shù)速度變慢B.級聯(lián)后的計數(shù)器的最大計數(shù)值不變C.級聯(lián)后的計數(shù)器的時鐘信號相同D.級聯(lián)后的計數(shù)器的工作方式不變11、若一個計數(shù)器的計數(shù)容量為100，采用二進制編碼，則至少需要多少位觸發(fā)器？（）A.5位B.6位C.7位D.8位12、在數(shù)字邏輯設計中，若要實現(xiàn)一個能檢測輸入的4位二進制數(shù)中是否有奇數(shù)個1的電路，最少需要使用幾個異或門？（）A.1B.2C.3D.413、在數(shù)字邏輯電路中，編碼器和譯碼器可以實現(xiàn)數(shù)字信號的編碼和解碼。一個4線-2線編碼器和一個2線-4線譯碼器連接在一起，當編碼器輸入為特定值時，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14、在一個由邊沿D觸發(fā)器組成的計數(shù)器中，若要實現(xiàn)模6計數(shù)，至少需要幾個觸發(fā)器？（）A.2個B.3個C.4個D.6個15、加法器是數(shù)字電路中進行算術運算的重要部件。以下關于加法器的描述，不正確的是（）A.半加器不考慮低位的進位B.全加器考慮低位的進位C.串行加法器的運算速度比并行加法器快D.可以通過多個全加器級聯(lián)構成多位加法器16、在數(shù)字邏輯中，數(shù)制轉換是基本的操作。假設我們正在進行不同數(shù)制之間的轉換。以下關于數(shù)制轉換的描述，哪一項是不準確的？（）A.二進制轉換為十進制可以通過位權相加的方法實現(xiàn)B.十進制轉換為二進制可以使用除2取余的方法，轉換結果是唯一的C.十六進制和二進制之間的轉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換為其他數(shù)制，并且轉換過程中不會丟失信息17、在數(shù)字電路中，若要對一個8位二進制數(shù)進行取反操作，可使用：（）A.與門B.或門C.非門D.異或門18、對于一個4輸入的與門，輸入信號分別為A=1，B=0，C=1，D=0，則輸出信號為？（）A.0B.1C.不確定D.以上都不對19、假設在一個智能家電控制系統(tǒng)中，需要根據(jù)用戶的設定和環(huán)境條件來自動控制各種設備的運行狀態(tài)。例如，根據(jù)室內溫度自動調節(jié)空調的制冷或制熱，根據(jù)光線強度自動控制燈光的亮度。為了實現(xiàn)這種智能控制邏輯，以下哪種數(shù)字邏輯器件能夠提供靈活且可靠的解決方案？（）A.可編程邏輯控制器（PLC）B.復雜可編程邏輯器件（CPLD）C.現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）D.專用集成電路（ASIC）20、時序邏輯電路與組合邏輯電路不同，它具有記憶功能，能夠存儲過去的輸入信息。以下關于時序邏輯電路的描述，錯誤的是（）A.觸發(fā)器是時序邏輯電路的基本存儲單元，常見的有D觸發(fā)器、JK觸發(fā)器等B.時序邏輯電路的輸出不僅取決于當前的輸入，還與電路的過去狀態(tài)有關C.時序邏輯電路可以用狀態(tài)轉換圖、狀態(tài)表等方式進行描述D.時序邏輯電路的設計比組合邏輯電路簡單，不需要考慮復雜的時序關系21、在數(shù)字邏輯的移位寄存器中，假設一個8位的串行輸入移位寄存器，在連續(xù)輸入8個時鐘脈沖后，輸入的數(shù)據(jù)將存儲在寄存器中。以下關于移位寄存器的工作方式和特點，哪個描述是正確的（）A.數(shù)據(jù)在每個時鐘脈沖同時移位B.移位方向只能是向左C.可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的串并轉換D.不能用于數(shù)據(jù)的存儲和緩沖22、數(shù)字邏輯中的狀態(tài)機有多種類型，如摩爾型和米利型。假設一個狀態(tài)機用于檢測輸入序列中連續(xù)的1，以下哪種類型的狀態(tài)機更適合？（）A.摩爾型B.米利型C.兩者都可以D.兩者都不適合23、邏輯門是數(shù)字電路的基本單元，常見的邏輯門有與門、或門、非門等。對于與非門和或非門，以下說法錯誤的是（）A.與非門是先進行與運算，然后對結果取非B.或非門是先進行或運算，然后對結果取非C.與非門和或非門都可以由與門、或門和非門組合而成D.與非門和或非門在邏輯功能上是完全相同的24、在數(shù)字電路中，需要對多個邏輯信號進行編碼以減少信號線的數(shù)量。假設要對8個不同的邏輯信號進行編碼，至少需要多少位二進制編碼？（）A.2位B.3位C.4位D.8位25、已知一個8位的D/A轉換器，輸入數(shù)字量為10000000，參考電壓為5V，那么輸出的模擬電壓大約是多少？（）A.0.39VB.1.25VC.2.5VD.5V26、在數(shù)字系統(tǒng)中，存儲器用于存儲數(shù)據(jù)和程序。以下關于存儲器的分類和特點，不正確的是（）A.隨機存儲器（RAM）在斷電后數(shù)據(jù)會丟失B.只讀存儲器（ROM）在工作時只能讀取數(shù)據(jù)，不能寫入C.閃存（Flash）是一種非易失性存儲器，讀寫速度快D.動態(tài)隨機存儲器（DRAM）需要定期刷新來保持數(shù)據(jù)27、在數(shù)字邏輯中，數(shù)字集成電路按照集成度可以分為不同的類型。假設我們正在了解數(shù)字集成電路。以下關于數(shù)字集成電路的描述，哪一項是不正確的？（）A.小規(guī)模集成電路（SSI）通常包含幾個到十幾個邏輯門B.中規(guī)模集成電路（MSI）包含幾十個到幾百個邏輯門C.大規(guī)模集成電路（LSI）包含幾百個到幾千個邏輯門D.隨著集成度的提高，數(shù)字集成電路的性能和可靠性會逐漸降低28、在一個數(shù)字系統(tǒng)中，使用編碼器將8個輸入信號編碼為3位二進制代碼，若同時有兩個輸入信號有效，會出現(xiàn)什么情況？（）A.輸出錯誤代碼B.隨機輸出一個有效代碼C.輸出優(yōu)先級高的輸入信號的編碼D.以上都不對29、在數(shù)字邏輯中，移位寄存器可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的移位操作。串行輸入并行輸出移位寄存器可以在一個時鐘脈沖下將串行輸入的數(shù)據(jù)并行輸出。假設一個8位串行輸入并行輸出移位寄存器，初始狀態(tài)為00000000，在經(jīng)過8個時鐘脈沖后，輸入的數(shù)據(jù)為10101010，此時寄存器的輸出為：（）A.00000000B.10101010C.01010101D.1111111130、數(shù)字邏輯中的觸發(fā)器可以存儲一位二進制數(shù)據(jù)。一個JK觸發(fā)器，在時鐘上升沿到來時，根據(jù)輸入J和K的值確定輸出。如果J=1，K=1，時鐘上升沿到來后，輸出會怎樣變化？（）A.輸出會翻轉B.輸出會保持不變C.不確定D.根據(jù)其他因素判斷二、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）給定一個由多個計數(shù)器和邏輯門組成的數(shù)字系統(tǒng)，用于產(chǎn)生特定的周期性脈沖信號。分析系統(tǒng)的工作原理，計算脈沖信號的頻率和占空比，畫出時序圖，并討論在時鐘信號生成和定時控制中的應用。2、（本題5分）使用乘法器和加法器設計一個數(shù)字電路，能夠實現(xiàn)對兩個多項式的乘法運算。分析多項式乘法的算法和硬件實現(xiàn)，考慮系數(shù)的表示和運算過程中的進位處理，以及如何優(yōu)化電路以提高運算效率。3、（本題5分）給定一個數(shù)字通信系統(tǒng)中的碼型變換模塊，如NRZI碼到NRZ碼的變換。分析碼型變換的規(guī)則和邏輯，設計相應的數(shù)字電路實現(xiàn)變換功能。探討如何保證碼型變換的準確性和實時性。4、（本題5分）有一個使用JK觸發(fā)器和邏輯門構建的狀態(tài)機，用于實現(xiàn)一個簡單的交通信號燈控制系統(tǒng)。分析狀態(tài)機的狀態(tài)轉換和輸出邏輯，給出狀態(tài)圖和邏輯表達式。通過具體的交通場景，驗證狀態(tài)機的功能和正確性。5、（本題5分）設計一個數(shù)字電路，能夠實現(xiàn)一個16位的并行加法器/減法器，通過一個控制信號切換運算模式。詳細分析加法器和減法器的共用邏輯和差異部分，說明如何通過控制信號實現(xiàn)模式切換和正確的運算結果輸出。三、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）詳細說明計數(shù)器的分類和工作方式，以及如何設計一個特定進制的計數(shù)器。2、（本題5分）深入解釋在數(shù)字電路的功耗估算中，靜態(tài)功耗和動態(tài)功耗的計算方法以及影響