上海外國語大學(xué)賢達經(jīng)濟人文學(xué)院《數(shù)字化輔助設(shè)計》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學(xué)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頁上海外國語大學(xué)賢達經(jīng)濟人文學(xué)院《數(shù)字化輔助設(shè)計》

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15個小題，每小題2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、考慮數(shù)字邏輯中的時序邏輯電路的穩(wěn)定性，假設(shè)一個時序電路在工作過程中出現(xiàn)了不穩(wěn)定的狀態(tài)跳轉(zhuǎn)。以下哪個因素最可能是導(dǎo)致這種不穩(wěn)定的原因（）A.輸入信號的噪聲B.時鐘信號的抖動C.邏輯門的延遲D.以上因素都有可能2、一個4位的并行加法器，若采用先行進位方式，其運算速度比串行進位方式：（）A.快很多B.慢很多C.差不多D.無法比較3、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(jīng)過邏輯運算后的輸出結(jié)果是多少？（）A.0B.1C.不確定D.以上都不對4、考慮一個數(shù)字電路中的乘法器，需要實現(xiàn)兩個4位二進制數(shù)的乘法運算。以下哪種乘法器的實現(xiàn)方式在速度和面積上可能取得較好的平衡？（）A.基于加法器和移位操作的乘法器B.陣列乘法器，通過硬件陣列實現(xiàn)C.利用軟件算法在數(shù)字電路中實現(xiàn)乘法D.以上方式在速度和面積上無法平衡5、對于一個由多個D觸發(fā)器組成的移位寄存器，若要實現(xiàn)循環(huán)左移功能，需要如何修改電路？（）A.改變時鐘信號B.改變輸入信號C.增加反饋回路D.以上都不對6、在數(shù)字邏輯設(shè)計中，若要實現(xiàn)邏輯函數(shù)F=AB+AC，最簡的與非-與非表達式為：（）A.((AB)'(AC)')'B.((A+B)'(A+C)')'C.((A'B')(A'C'))'D.((A+B)(A+C))'7、在數(shù)字電路中，觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換由輸入信號和時鐘信號共同決定。假設(shè)我們正在研究觸發(fā)器的工作特性。以下關(guān)于觸發(fā)器的描述，哪一項是不準確的？（）A.D觸發(fā)器在時鐘上升沿或下降沿時，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)四種功能C.T觸發(fā)器在時鐘信號作用下，每來一個脈沖，輸出狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次D.觸發(fā)器的輸出狀態(tài)只取決于當前的輸入信號，與之前的狀態(tài)無關(guān)8、在數(shù)字電路中，信號的傳輸可能會受到延遲的影響。假設(shè)一個邏輯電路中，信號經(jīng)過多個邏輯門的傳輸延遲不同，這可能會導(dǎo)致以下哪種問題？（）A.競爭冒險B.時序錯誤C.功耗增加D.輸出信號失真9、已知一個編碼器有8個輸入信號，需要對其進行編碼，則輸出的二進制代碼至少需要幾位？（）A.2位B.3位C.4位D.8位10、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11、在數(shù)字圖像處理領(lǐng)域，數(shù)字邏輯可以用于圖像的采集、存儲和處理。以下關(guān)于數(shù)字邏輯在數(shù)字圖像處理中的應(yīng)用，錯誤的是（）A.圖像傳感器輸出的模擬信號可以通過數(shù)字邏輯電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號B.數(shù)字邏輯可以用于圖像的壓縮和加密，提高圖像的傳輸和存儲效率C.圖像的濾波、邊緣檢測等處理算法可以完全由數(shù)字邏輯電路實現(xiàn)D.數(shù)字邏輯在數(shù)字圖像處理中的應(yīng)用主要是輔助性的，不是核心部分12、在數(shù)字電路中，使用加法器實現(xiàn)兩個8位有符號數(shù)的加法運算，若最高位產(chǎn)生進位，那么這個進位表示什么？（）A.溢出B.正常進位C.錯誤D.以上都不對13、在數(shù)字邏輯電路中，組合邏輯電路的輸出僅僅取決于當前的輸入。假設(shè)設(shè)計一個用于判斷一個三位二進制數(shù)是否能被3整除的組合邏輯電路。以下哪種方法可能是實現(xiàn)該電路的有效途徑（）A.使用卡諾圖進行邏輯化簡B.直接通過邏輯門搭建，不進行任何化簡C.采用中規(guī)模集成電路，如譯碼器D.以上方法都不可行14、在數(shù)字系統(tǒng)中，若要將一個頻率為200kHz的方波信號進行三分頻，以下哪種電路可以實現(xiàn)？（）A.計數(shù)器B.分頻器C.加法器D.乘法器15、在數(shù)字電路中，加法器的進位鏈可以采用不同的結(jié)構(gòu)。假設(shè)一個16位加法器，采用先行進位結(jié)構(gòu)，與串行進位結(jié)構(gòu)相比，以下哪個方面會有顯著的改善？（）A.電路的復(fù)雜度B.計算速度C.功耗D.占用的芯片面積二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）闡述數(shù)字邏輯中計數(shù)器的計數(shù)頻率限制和提高計數(shù)速度的方法，舉例說明在高頻計數(shù)應(yīng)用中的解決方案。2、（本題5分）詳細闡述在數(shù)字電路的信號調(diào)理中，如放大、濾波等操作的目的和實現(xiàn)方法。3、（本題5分）說明在數(shù)字系統(tǒng)中如何進行數(shù)字信號的加密和解密，保障數(shù)據(jù)安全。三、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計一個數(shù)字邏輯電路，實現(xiàn)兩個2位二進制數(shù)的乘法運算。分析乘法運算的步驟，使用邏輯門和組合電路實現(xiàn)，并通過示例計算驗證其正確性。思考該電路在數(shù)字信號處理和圖像處理中的應(yīng)用場景。2、（本題5分）設(shè)計一個數(shù)字電路，能夠?qū)崿F(xiàn)一個8位的加法器/減法器，通過一個控制信號選擇執(zhí)行加法或減法運算。深入探討加法和減法運算在電路中的實現(xiàn)差異，以及控制信號如何切換運算模式。分析電路在不同運算模式下的性能和可能出現(xiàn)的問題。3、（本題5分）設(shè)計一個數(shù)字邏輯電路，用于實現(xiàn)對無線通信信號的解調(diào)。仔細分析解調(diào)算法和電路實現(xiàn)，包括載波恢復(fù)、同步檢測等模塊的邏輯設(shè)計，研究如何提高解調(diào)性能和抗干擾能力。4、（本題5分）構(gòu)建一個數(shù)字邏輯電路，用于實現(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）給定一個數(shù)字邏輯電路的性能測試結(jié)果，分析電路存在的性能瓶頸和問題。提出改進性能的建議和措施，包括邏輯優(yōu)化、時序調(diào)整和硬件資源利用等方面。四、設(shè)計題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分