吉林師范大學博達學院《數(shù)字圖像處理》2023-2024學年第一學期期末試卷

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頁吉林師范大學博達學院

《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一、單選題（本大題共20個小題，每小題1分，共20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、假設要實現(xiàn)一個數(shù)字電路，能夠?qū)⑤斎氲?位二進制數(shù)乘以2。在不使用乘法器芯片的情況下，以下哪種方法可能是可行的？（）A.將二進制數(shù)左移一位，低位補0B.通過加法運算實現(xiàn)乘法，需要多次加法操作C.使用邏輯門構建乘法運算電路，復雜且效率低D.無法通過簡單的邏輯操作實現(xiàn)乘以2的功能2、對于一個D觸發(fā)器，若要使其輸出在時鐘脈沖的下降沿發(fā)生變化，應如何修改？（）A.無法實現(xiàn)B.增加一個反相器C.改變觸發(fā)器的結構D.以上都不對3、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4、用4個全加器實現(xiàn)兩個4位二進制數(shù)的加法運算，需要考慮的進位方式是？（）A.串行進位B.并行進位C.串并結合進位D.以上都可以5、假設要設計一個數(shù)字電路來實現(xiàn)一個有限狀態(tài)機，描述一個按特定順序執(zhí)行的操作流程。在設計過程中，需要確定狀態(tài)的數(shù)量和轉換條件。以下哪種方法可能有助于清晰地設計狀態(tài)機？（）A.畫出狀態(tài)轉換圖，直觀表示狀態(tài)之間的轉換關系和條件B.直接編寫邏輯表達式，通過計算確定狀態(tài)轉換C.先構建硬件電路，然后根據(jù)實際運行情況調(diào)整狀態(tài)D.隨機設定狀態(tài)和轉換條件，通過試驗找到合適的設計6、當研究數(shù)字電路中的存儲單元時，假設需要一個能夠存儲大量數(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.FlashMemory7、若一個PLA有16個輸入變量，8個輸出函數(shù)，那么其內(nèi)部與陣列和或陣列的規(guī)模大約為：（）A.16×8B.2^16×8C.16×2^8D.2^16×2^88、在數(shù)字邏輯中，要用PLA（可編程邏輯陣列）實現(xiàn)一個4輸入2輸出的邏輯函數(shù)，需要多少個可編程的與陣列單元？（）A.4B.8C.16D.329、在數(shù)字邏輯的時序分析中，假設一個時序電路的建立時間和保持時間不滿足要求。以下哪種措施能夠有效地改善時序性能？（）A.增加時鐘頻率B.優(yōu)化邏輯電路C.插入緩沖器D.以上措施結合使用10、在數(shù)字邏輯電路中，對于一個4位的二進制加法計數(shù)器，從初始狀態(tài)0000開始計數(shù)，經(jīng)過15個時鐘脈沖后，計數(shù)器的狀態(tài)將變?yōu)椋海ǎ〢.1111B.1110C.0000D.000111、在數(shù)字邏輯設計中，如何判斷一個數(shù)字邏輯電路是否存在靜態(tài)冒險？如果存在靜態(tài)冒險，如何消除？（）A.通過分析邏輯表達式或卡諾圖判斷是否存在靜態(tài)冒險，可以通過增加冗余項消除靜態(tài)冒險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，可以通過改變電路的結構消除靜態(tài)冒險C.不確定D.靜態(tài)冒險很難判斷和消除12、已知一個數(shù)字系統(tǒng)采用異步復位，當復位信號有效時，系統(tǒng)會立即進入什么狀態(tài)？（）A.初始狀態(tài)B.隨機狀態(tài)C.保持當前狀態(tài)D.不確定13、在數(shù)字邏輯中，競爭冒險現(xiàn)象可能會導致電路輸出出現(xiàn)不應有的尖峰脈沖。產(chǎn)生競爭冒險的原因通常是由于信號在電路中的傳輸延遲。為了消除競爭冒險，可以采用增加冗余項、接入濾波電容等方法。以下關于競爭冒險的描述，錯誤的是：（）A.只會出現(xiàn)在組合邏輯電路中B.可以通過修改邏輯表達式來避免C.對電路的功能沒有實質(zhì)性影響D.可能會導致電路的誤動作14、在一個多位數(shù)字比較器中，如果要比較兩個8位的二進制數(shù)，需要多少個基本比較單元？（）A.8B.16C.64D.25615、對于一個JK觸發(fā)器，當J=1，K=1，在時鐘脈沖作用下，其輸出狀態(tài)將：（）A.翻轉B.置0C.置1D.保持不變16、對于一個由多個D觸發(fā)器構成的移位寄存器，若要實現(xiàn)串行輸入并行輸出，需要幾個時鐘脈沖？（）A.與觸發(fā)器個數(shù)相同B.觸發(fā)器個數(shù)的一半C.1D.不確定17、對于一個由與非門構成的鎖存器，當輸入使能信號為低電平時，鎖存器的狀態(tài)會怎樣？（）A.保持不變B.隨機變化C.置0D.置118、對于一個同步時序邏輯電路的狀態(tài)表，若存在兩個狀態(tài)在同一輸入下轉換到同一后繼狀態(tài)，則這兩個狀態(tài)是？（）A.等價狀態(tài)B.不等價狀態(tài)C.不確定D.以上都不對19、在數(shù)字電路中，加法器是實現(xiàn)加法運算的重要部件。以下關于加法器的描述中，錯誤的是（）A.半加器不考慮低位的進位B.全加器考慮低位的進位C.可以通過多個半加器組成全加器D.加法器的運算速度與位數(shù)無關20、想象一個數(shù)字系統(tǒng)中，需要將并行的數(shù)據(jù)轉換為串行數(shù)據(jù)進行傳輸。以下哪種器件或模塊可能是最關鍵的？（）A.移位寄存器，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的串行移位輸出B.計數(shù)器，用于控制數(shù)據(jù)的移位順序C.編碼器，將并行數(shù)據(jù)編碼為串行格式D.譯碼器，將串行數(shù)據(jù)轉換為并行數(shù)據(jù)二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）深入分析在數(shù)字邏輯電路的故障注入測試中，注入故障的類型和方法以及測試結果分析。2、（本題5分）說明在數(shù)字電路中如何利用流水線技術提高復雜邏輯電路的性能。3、（本題5分）詳細解釋數(shù)字邏輯中乘法器的陣列乘法器和移位相加乘法器的實現(xiàn)原理，比較它們在速度和面積上的優(yōu)劣。4、（本題5分）詳細說明在多路選擇器的功耗分析中，影響功耗的因素和降低功耗的方法。5、（本題5分）詳細闡述在數(shù)字邏輯電路中，如何使用硬件描述語言（如Verilog或VHDL）來描述電路的功能。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設計一個能檢測輸入的二十位二進制數(shù)中是否存在連續(xù)十一個1的電路，用邏輯門實現(xiàn)，畫出邏輯圖。2、（本題5分）設計一個能檢測輸入的十二位二進制數(shù)中是否存在連續(xù)七個1的電路，用邏輯門實現(xiàn)，畫出邏輯圖。3、（本題5分）使用JK觸發(fā)器設計一個模5的同步計數(shù)器，分析其工作原理并畫出邏輯圖。4、（本題5分）設計一個能對輸入的10位二進制數(shù)進行排序（從大到?。┑倪壿嬰娐罚o出設計思路和邏輯表達式。5、（本題5分）設計一個組合邏輯電路，判斷一個9位二進制數(shù)是否為水仙花數(shù)。四、分析題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）設計一個數(shù)字邏輯電路，用于實現(xiàn)對視頻信號的幀率轉換。仔細分析幀率轉換的原理和算法，包括插值和抽取操作的邏輯控制，研究如何保證視頻質(zhì)量和流暢性。2、（本題10分）有一個數(shù)字系統(tǒng)，包含一個8位的計數(shù)器和一個比較器。計數(shù)器從0開始計數(shù)，當計數(shù)值達到給定的8位二進制數(shù)時，比較