哈尔滨广厦学院《数字图像处理》2023-2024学年第二学期期末试卷

学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题…………第1页，共3页哈尔滨广厦学院《数字图像处理》

2023-2024学年第二学期期末试卷题号一二三四总分得分一、单选题（本大题共25个小题，每小题1分，共25分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）1、考虑数字逻辑中的状态化简，假设一个状态机有多个冗余状态。以下哪种方法最常用于消除这些冗余状态？（）A.状态分配B.等价类划分C.最小化算法D.以上方法均可2、已知一个数字系统的时钟频率为100MHz，则其时钟周期为：（）A.10nsB.100nsC.1μsD.10μs3、在数字系统中，经常需要进行数值的比较和判断。比较器可以用于比较两个数字的大小。一个4位数值比较器，当输入A=1010，B=1100时，输出的结果为：（）A.A>BB.A<BC.A=BD.无法确定4、在数字电路中，竞争冒险现象可能会导致输出出现错误。假设我们正在分析一个存在竞争冒险的电路。以下关于竞争冒险的描述，哪一项是不正确的？（）A.竞争冒险产生的原因是由于信号在逻辑门电路中的传输延迟不同B.可以通过增加冗余项、接入滤波电容等方法消除竞争冒险C.竞争冒险只会在组合逻辑电路中出现，时序逻辑电路中不会出现D.只要逻辑电路的设计合理，就一定不会出现竞争冒险现象5、若一个计数器的计数容量为100，采用二进制编码，则至少需要多少位触发器？（）A.5位B.6位C.7位D.8位6、在数字电路中，需要对多个逻辑信号进行编码以减少信号线的数量。假设要对8个不同的逻辑信号进行编码，至少需要多少位二进制编码？（）A.2位B.3位C.4位D.8位7、在数字逻辑电路中，使用集成电路芯片构建电路时，需要考虑芯片的引脚功能和连接方式。假设使用一个特定的译码器芯片，以下关于芯片引脚的理解和使用，哪个是正确的（）A.所有引脚的功能都是固定的，不能改变B.可以根据需要灵活配置某些引脚的功能C.引脚的连接顺序不影响电路功能D.以上说法都不正确8、编码器能够将输入的信号转换为特定的编码输出。对于编码器的工作原理和特点，以下叙述不正确的是（）A.普通编码器在多个输入同时有效时，可能会产生错误输出B.优先编码器会对输入信号的优先级进行判断C.编码器可以将模拟信号转换为数字信号D.编码器的输出编码位数取决于输入信号的数量9、对于一个3位的二进制减法计数器，从初始状态111开始计数，经过5个时钟脉冲后，计数器的状态为：（）A.101B.100C.011D.01010、若一个数字系统的时钟频率为50MHz，经过一个四分频电路后，输出信号的周期是多少？（）A.80nsB.40nsC.20nsD.10ns11、用卡诺图化简逻辑函数F(A,B,C,D)=∑m(1,3,5,7,9,11,13,15)，结果为？（）A.1B.0C.A+BD.A'B'12、想象一个数字系统中，需要实现一个数据缓冲器，能够暂时存储输入的数据。以下哪种器件可能是最适合的？（）A.锁存器，能够在特定条件下保持数据B.寄存器，具有更稳定的存储和控制功能C.计数器，主要用于计数操作，不适合作为缓冲器D.译码器，用于将编码转换为特定的输出13、在数字逻辑设计中，需要将逻辑表达式化简以减少逻辑门的数量。假设一个逻辑表达式为F=AB+AC+BC，以下哪种化简方法能够得到最简形式？（）A.运用布尔代数定律B.卡诺图法C.公式推导法D.以上方法都可以14、在数字逻辑的应用中，计算机的CPU设计是一个重要的领域。以下关于CPU中数字逻辑的描述，错误的是（）A.CPU中的算术逻辑单元（ALU）使用数字逻辑电路来实现各种运算B.控制单元通过数字逻辑电路产生控制信号，协调CPU的工作C.CPU的性能主要取决于数字逻辑电路的速度和复杂度D.CPU的设计与数字逻辑的知识无关，只需要考虑软件的需求15、在数字逻辑中，数值比较器用于比较两个数字的大小。以下关于数值比较器功能的描述中，不正确的是（）A.可以比较两个多位二进制数的大小B.输出包括大于、小于和等于三种情况C.比较器的位数决定了能够比较的数字的范围D.数值比较器只能比较同进制的数字16、在数字逻辑电路中，移位寄存器可以实现数据的移位操作。一个4位右移寄存器，当输入为特定的二进制数时，经过多次时钟脉冲后，输出会发生什么变化？（）A.输出的数据依次向右移动B.输出的数据依次向左移动C.不确定D.输出的数据保持不变17、若要设计一个能对输入的5位二进制数进行奇偶校验的电路，以下哪种方法较为合适？（）A.使用异或门B.使用加法器C.使用计数器D.使用比较器18、对于一个由多个触发器组成的同步时序电路，若其中一个触发器出现故障，会对整个电路的工作产生怎样的影响？（）A.部分功能失效B.完全停止工作C.输出错误结果D.以上都有可能19、在数字逻辑中，若要判断一个8位二进制数是否能被4整除，以下哪种方法较为简便？（）A.检查低两位是否为0B.检查高两位是否为0C.进行除法运算D.以上都不是20、时序逻辑电路与组合逻辑电路不同，它具有记忆功能，能够存储过去的输入信息。以下关于时序逻辑电路的描述，错误的是（）A.触发器是时序逻辑电路的基本存储单元，常见的有D触发器、JK触发器等B.时序逻辑电路的输出不仅取决于当前的输入，还与电路的过去状态有关C.时序逻辑电路可以用状态转换图、状态表等方式进行描述D.时序逻辑电路的设计比组合逻辑电路简单，不需要考虑复杂的时序关系21、在数字系统中，需要将并行数据转换为串行数据进行传输。以下哪种电路可以实现这个功能？（）A.并行-串行转换器，逐位输出数据B.串行-并行转换器，与需求相反C.计数器，通过计数控制数据输出D.编码器，对输入进行编码22、在数字逻辑电路的可测试性设计中，假设一个复杂的集成电路需要进行生产测试和故障诊断。为了提高测试效率和覆盖率，需要在设计阶段考虑可测试性结构的插入。以下哪种可测试性结构对于大规模集成电路的测试最为有效？（）A.扫描链B.边界扫描C.内置自测试（BIST）D.以上都是23、在数字逻辑电路中，数据选择器可以实现多路数据的选择输出。一个8选1数据选择器，需要多少个控制信号？（）A.3个B.4个C.不确定D.根据数据选择器的类型判断24、逻辑函数的化简方法有多种。假设我们正在尝试化简一个复杂的逻辑函数。以下关于逻辑函数化简的描述，哪一项是不准确的？（）A.公式法化简逻辑函数需要熟练掌握布尔代数的定律和规则B.卡诺图化简法直观形象，适用于变量较少的逻辑函数化简C.无论使用哪种化简方法，得到的最简逻辑表达式都是唯一的D.逻辑函数的化简可以降低电路成本，提高电路的可靠性和稳定性25、对于一个由JK触发器构成的时序电路，若要实现一个模5的计数器，J和K的输入应该如何设置？（）A.特定的逻辑组合B.随机设置C.保持不变D.以上都不对二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）说明在数字系统中如何进行数字信号的加密和解密，保障数据安全。2、（本题5分）详细阐述如何用Verilog或VHDL语言描述一个计数器的状态转换过程。3、（本题5分）深入分析在数字逻辑电路的测试中，常用的测试方法和测试向量生成的原则。4、（本题5分）详细说明数字逻辑中编码器和译码器的集成度和封装形式对系统设计的影响，分析在不同应用场景中的选择策略。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个自动售货机的控制电路，根据投入的货币和选择的商品输出相应的控制信号，画出逻辑图和状态转换图。2、（本题5分）使用计数器和移位寄存器设计一个能实现数据随机移位和存储的电路，画出逻辑图和操作模式。3、（本题5分）用逻辑门设计一个能实现两个3位二进制数大小比较的电路，输出比较结果，画出逻辑图和真值表。4、（本题5分）设计一个数字电路，能够判断输入的21位二进制数中是否存在连续的7个1，输出结果为1表示存在，0表示不存在，给出逻辑表达式和电路连接。5、（本题5分）用数据选择器和逻辑门设计一个能判断输入的4位二进制数是否为偶数的电路，给出逻辑图和分析过程。四、分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）有一个数字系统，包含一个8位的计数器和一个比较器。计数器从0开始计数，当计数值达到给定的8位二进制数时，比较器输出高电平。请分析计数器和比较器的工作原理，给出逻辑表达式和时序图，并讨论该系统在定时控制和事件触发中的作用。2、（