自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁新疆工程學院

《空間藝術數字化表現》2023-2024學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______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、若一個PLA的與陣列有8個輸入變量，或陣列有4個輸出函數，則PLA的規模約為：（）A.8×4B.2^8×4C.8×2^4D.2^8×2^42、數字邏輯中的移位寄存器可以實現數據的存儲和移位操作。假設一個8位的串行輸入并行輸出移位寄存器，在時鐘脈沖的作用下，依次輸入數據10110101。當完成輸入后，并行輸出的數據是什么？（）A.10110101B.01011010C.10101101D.011010113、假設正在設計一個用于圖像處理器的數字邏輯電路，需要對像素數據進行快速的處理和轉換。圖像數據的處理涉及大量的并行運算和邏輯判斷。為了提高處理速度和效率，以下哪種數字邏輯架構最適合這種大規模并行處理的需求？（）A.馮·諾依曼架構B.哈佛架構C.流水線架構D.超標量架構4、數字邏輯中的加法器可以實現兩個二進制數的相加。一個4位二進制加法器，當兩個輸入都為最大的4位二進制數時，輸出結果會產生進位嗎？（）A.會產生進位B.不會產生進位C.不確定D.根據加法器的類型判斷5、在數字系統中，模/數轉換器（ADC）和數/模轉換器（DAC）起著重要的作用。以下關于ADC轉換精度的描述中，錯誤的是（）A.轉換精度取決于ADC的位數B.位數越多，轉換精度越高C.轉換精度與輸入信號的頻率無關D.轉換精度與參考電壓的穩定性有關6、對于一個由與非門組成的基本邏輯電路，已知輸入信號A=1，B=0，C=1，那么經過邏輯運算后的輸出結果是多少？（）A.0B.1C.不確定D.以上都不對7、數字邏輯中的計數器可以按照不同的進制進行計數。一個六進制計數器，需要幾個觸發器來實現？（）A.三個B.四個C.不確定D.根據計數器的類型判斷8、在數字邏輯的組合邏輯電路分析中，假設給定一個復雜的組合邏輯電路的真值表。以下哪種方法可以幫助快速確定其邏輯表達式（）A.觀察法B.卡諾圖法C.試錯法D.以上方法都不可靠9、時序邏輯電路與組合邏輯電路不同，其輸出不僅取決于當前的輸入，還與電路的原有狀態有關。以下關于時序邏輯電路的說法中，錯誤的是（）A.觸發器是構成時序邏輯電路的基本單元B.計數器是一種常見的時序邏輯電路C.時序邏輯電路中一定包含存儲元件D.時序邏輯電路的輸出與輸入的變化是同步的10、在數字邏輯中，有限狀態機（FSM）是一種用于描述系統狀態和狀態轉換的模型。Mealy型和Moore型是兩種常見的有限狀態機類型。Mealy型有限狀態機的輸出不僅取決于當前狀態，還取決于：（）A.上一個狀態B.輸入信號C.時鐘信號D.初始狀態11、在數字邏輯中，若要判斷一個數字電路是否存在競爭冒險現象，可通過：（）A.觀察邏輯電路圖B.進行功能仿真C.分析邏輯表達式D.以上都是12、已知邏輯函數F=(A+B)(C+D)，其反函數為？（）A.F'=(A'B')(C'D')B.F'=A'B'+C'D'C.F'=(A'+B')(C'+D')D.F'=A'B'C'D'13、在數字邏輯中，奇偶校驗碼可以用于檢測數據傳輸中的錯誤。奇校驗碼是指數據中1的個數加上校驗位后為奇數，偶校驗碼則相反。對于一個8位的數據10101100，采用偶校驗碼時，校驗位應為：（）A.0B.1C.無法確定D.取決于傳輸方式14、對于數字邏輯中的可編程邏輯器件（PLD），假設需要實現一個復雜的數字邏輯功能。以下哪種PLD類型在靈活性和集成度方面具有優勢？（）A.PALB.GALC.CPLDD.FPGA15、假設正在設計一個數字電路，用于實現一個簡單的有限狀態機（FSM）。如果狀態數量較少，并且狀態轉換關系明確，以下哪種方法描述FSM是最直觀和易于理解的？（）A.狀態轉換圖B.狀態轉換表C.用硬件描述語言編寫代碼D.以上方法的直觀性和易理解性相同16、已知一個數字系統的工作頻率為200MHz，其時鐘周期是多少納秒？（）A.5B.2C.0.5D.0.217、數字邏輯是計算機科學和電子工程的重要基礎。在數字邏輯中，二進制數是最基本的數值表示方式。以下關于二進制數的描述中，錯誤的是（）A.二進制數只有0和1兩個數字B.二進制數的位權是以2為底的冪C.二進制數轉換為十進制數時，只需將各位數字乘以相應的位權并相加D.二進制數在進行算術運算時，比十進制數更復雜，效率更低18、假設正在分析一個組合邏輯電路的功能，已知其輸入為A、B、C，輸出為Y。通過真值表得到了輸入和輸出的對應關系。以下哪種方法可以最直觀地描述該電路的邏輯功能？（）A.邏輯表達式，用與、或、非等運算表示B.邏輯電路圖，展示門電路的連接C.波形圖，顯示輸入輸出隨時間的變化D.文字描述，詳細說明輸入輸出的關系19、在數字電路中，若要對一個16位的二進制數進行取反操作，以下哪種方法是最有效的？（）A.逐位取反B.使用反相器芯片C.通過邏輯運算D.以上都不是20、在數字邏輯的應用場景中，以下關于計算機存儲系統的描述，錯誤的是（）A.內存和外存都使用數字邏輯來實現存儲和讀寫操作B.閃存是一種非易失性存儲介質，基于數字邏輯原理工作C.存儲系統的性能主要取決于存儲容量，與數字邏輯無關D.數字邏輯在存儲系統的地址譯碼和數據傳輸中發揮重要作用21、在數字邏輯中，移位寄存器除了用于數據的移位操作，還可以用于實現其他功能。假如要利用移位寄存器實現一個串行-并行轉換器，以下哪種方式是可行的？（）A.將輸入的串行數據依次存入移位寄存器，然后同時輸出B.對移位寄存器中的數據進行特定的邏輯運算后輸出C.按照一定的時鐘節拍，逐步從移位寄存器中輸出數據D.移位寄存器無法實現串行-并行轉換功能22、若要設計一個能產生101010序列的數字電路，最簡的方法是使用：（）A.計數器B.移位寄存器C.數據選擇器D.編碼器23、在數字電路中，組合邏輯電路的輸出僅取決于當前的輸入。以下關于組合邏輯電路的描述，不正確的是（）A.常見的組合邏輯電路有加法器、編碼器、譯碼器等B.組合邏輯電路不存在反饋通路，信號從輸入到輸出是單向傳輸的C.由于沒有存儲元件，組合邏輯電路的輸出不能保持，會隨著輸入的變化而立即變化D.組合邏輯電路的設計不需要考慮時序問題，比時序邏輯電路簡單得多24、對于一個同步置數的計數器，在置數信號有效時，計數器的狀態會立即變為預置的數值嗎？（）A.會B.不會C.取決于時鐘信號D.以上都不對25、假設要設計一個數字電路來產生一個周期性的脈沖信號，脈沖寬度和周期可以調整。以下哪種電路元件或模塊可能是最關鍵的？（）A.計數器，通過設置計數值來控制脈沖的周期B.寄存器，用于存儲脈沖的狀態C.比較器，比較輸入值來產生脈沖D.編碼器，將輸入信號轉換為特定的編碼輸出26、在數字邏輯中，若要將一個8位的二進制數轉換為格雷碼，以下哪種方法是正確的？（）A.依次對每一位進行轉換B.整體進行邏輯運算C.通過計數器實現D.無法直接轉換27、若要將一個8位的二進制數擴展為16位，同時保持數值不變，應該進行什么操作？（）A.在高位補0B.在高位補1C.在低位補0D.在低位補128、在一個由邊沿D觸發器組成的計數器中，若要實現模6計數，至少需要幾個觸發器？（）A.2個B.3個C.4個D.6個29、在數字電路中，比較器用于比較兩個數字量的大小。假設我們正在使用比較器。以下關于比較器的描述，哪一項是不準確的？（）A.比較器可以比較兩個二進制數的大小，并輸出相應的比較結果B.多位比較器可以通過級聯多個一位比較器來實現C.比較器的輸出通常包括大于、小于和等于三種情況D.比較器的速度和精度只取決于輸入數字量的位數，與電路結構無關30、在一個復雜的數字系統中，可能會包含多個時鐘域。不同時鐘域之間的信號傳輸需要進行特殊的處理，以避免出現亞穩態。亞穩態是指信號在不穩定的狀態停留一段時間。以下關于亞穩態的描述，錯誤的是：（）A.可以通過增加同步器來減少亞穩態的影響B.亞穩態可能導致系統的錯誤輸出C.亞穩態的持續時間是固定的D.亞穩態在高速數字系統中更容易出現二、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設計一個同步時序電路，用于實現一個數字頻率合成器。分析頻率合成的原理和時序控制邏輯，包括相位累加器、波形存儲器和數模轉換器（DAC）的協同工作，生成所需的頻率信號。2、（本題5分）構建一個數字邏輯電路，用于實現對無線傳感器網絡節點的數據處理和通信控制。全面分析無線傳感器網絡的特點和協議要求，討論如何通過數字邏輯實現節點的低功耗運行和數據可靠傳輸。3、（本題5分）設計一個數字邏輯電路，用于檢測一個6位二進制數中1的個數是否為偶數。詳細闡述設計思路，通過邏輯表達式和真值表進行分析，并畫出邏輯電路圖。探討該電路在奇偶校驗和數據完整性檢查中的應用。4、（本題5分）設計一個數字電路，能夠對輸入的兩個8位二進制數進行邏輯與、邏輯或和邏輯異或運算，并分別輸出結果。深入分析這三種邏輯運算的特點和用途，說明電路中如何實現這些運算的邏輯門組合和信號連接。5、（本題5分）在一個數字電路系統中，有兩個輸入信號A和B，以及一個輸出信號Y。當A和B同時為1時，Y輸出為1；否則，Y輸出為0。請使用邏輯門（與門、或門、非門等）設計該電路，并畫出其邏輯電路圖。分析該電路的功能，以及在實際應用中可能的場景。三、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）深入解釋在多路分配器的擴展和組合應用中，如何實現更復雜的數據分配功能。2、（本題5分）詳細闡述如何用硬件描述語言實現一個狀態機的狀態跳轉條件判斷。3、（本題5分）說明在數字邏輯設計中如何進行面積和速度的權衡，以滿足不同的設計要求。4、（本題5分）闡述