电子信息工程专业导论_习题集（含答案）Word文档格式.docx
《电子信息工程专业导论_习题集（含答案）Word文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电子信息工程专业导论_习题集（含答案）Word文档格式.docx（13页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
17.意大利物理学教授伏特发明的第一种化学电源是什么？
为什么说这一发明具有划时代的意义？
18.简述20世纪电子、电气和计算机工程领域历经的重大技术进步。
19.数字处理方法与传统的模拟处理方法相比较具有哪些优点和缺点？
第13页共 页
13
20.简述电子信息技术、电子信息系统、电子信息工程的概念。
21.简单说明数学和电子信息工程之间的关系。
22.简述电子信息工程在各领域的应用及发展。
23.本专业的培养目标是什么？
24.简述滤波器的概念和分类。
25.模拟信号运算的定义是什么？
模拟信号运算的基本运算电路有哪些？
26.简述数字电路的基本特点。
27.简述集成电路的概念和其加工工艺常用的基本概念。
28.简述调制和解调的基本概念，以及调制解调电路的基本形式。
29.嵌入式微处理器具有哪些特点？
30.什么是单片机？
它有哪些突出优点？
31.简单概述数字信号处理（DSP）的定义和发展。
32.简述DSP系统设计的一般过程。
33.什么是嵌入式操作系统？
34.简述计算机网络的定义及其分类。
35.简述信号、系统的概念。
36.简述系统论、控制论和信息论的概念。
37.简述人工智能的概念。
38.通信网分为哪几类？
39.概述电子信息技术的发展八大热点趋势。
40.DSP处理器芯片的分类方式有哪些？
三、填空题
41.被世人称为电学之父的英国物理学家是（），在他的书中第一次讨论了（）的关系。
42.安培定律是法国科学家（）提出来的，这一发明成为研究电磁学的基本定律，为（）的发明作了理论上的准备。
43.（）是电和磁共同遵守的数学方程，它是由苏格兰科学家（）提出的。
44.电报的发明者是（），电话的发明者是（）。
45.电子信息学科的知识体系结构由电路与电子知识领域、电磁学知识领域、（）知识领域和（）知识领域4个领域组成。
46.电路是由相互连接的（）构成的网络。
47.IT的意思是（），它包含（）、（）和（）这三方面技术。
48.信息系统的典型结构包括非电量的转换、（）、信号的数字与采集、（）、（）与（）等。
49.本专业的学位课程是英语、（）和（）。
50.本专业开设的实践教学环节有（）、（）和“毕业实习与设计”。
51.周期信号是（）的信号，（）是周期信号的基本型。
非周期信号是（）的信号，（）
是非周期信号的基本型。
52.基尔霍夫第一定律是：
（）。
基尔霍夫第二定律是：
基尔霍夫第一、第二定律是建立在（）和（）这两个基本物理定律的基础上的。
53.“虚短”是指（），“虚断”是指（）。
54.振荡器的种类很多，按振荡器产生的波形，可分为：
（）和（）；
按产生振荡的原理，可分为：
（）和（）。
55.嵌入式系统的定义是：
区别于PC机，我们将非PC的（）称之为嵌入式系统（Embedded
system）。
56.嵌入式系统由（）、（）、（）及（）组成。
57.单片机具有（）、（）、（）、（）等特点。
58.DSP是一种独特的（），有自己的完整指令系统，是以（）来处理大量信息的处理器。
59.FPGA是（）的英文缩写。
用户可对FPGA内部的（）和I/O模块重新配置，以实现用户的逻辑。
60.信号可分为：
按自变量时间t的取值特点可分为（）与（）。
能够精确地用明确的数学关系式来描述的信号称为（）；
不能精确地用明确的数学关系式来描述，且无法预测任意时刻的精确值的信号称为（）。
61.计算机网络就是通过（）、电话或（）将两台以上的计算机互连起来的集合。
按计算机联网的地理位置划分，网络一般有两大类：
62.由常系数线性微分方程描述的系统，如果起始状态为零，则系统满足（）与（）。
63.光纤通信是一种以（）为载波，以光纤为（）的通信方式。
无线通信是利用（）可以在（）中传播的特性进行信息交换的一种通信方式。
64.集成电路的技术发展情况主要包括（）和（）两方面。
65.计算机技术和产品的发展重心从“高性能”进阶到“（）”，从“以性能为导向”过渡到“（）”。
四、判断分析题
（略）„„
答案
1.电子系统：
通过各种电子元器件并利用它们的物理特性，设计并构建出具有某种特定功能或完成某种任务的物理实体，这种实体称为电子系统。
（3分）
电子工程：
电子工程是指通过电子技术，运用现代系统工程学原理，实现某一特定应用的全过程，包括电子工程设计、规划、安装与调试，以及电子产品的问世、设计、使用、安装、调试等。
（4分）
从电子系统物理实现的角度看，一个电子系统可以划分为器件（包括分立器件和集成电路器件）、电路板及系统三个层次。
2.信息技术：
其英文是InformationTechnology，缩写为IT。
信息技术是有关信息的产生、收集、发送、识别、提取、变换、存贮、传递、接收、处理、检索、检测、分析和利用等应用技术的总称，是在信息科学的基本原理和方法的指导下扩展人类信息处理功能的技术。
信息技术主要包括：
（1）传感技术：
传感技术的任务是延长人的感觉器官收集信息的
功能（2分）。
（2）通信技术：
通信技术的任务是延长人的神经系统传递信息的功能（2分）。
（3）计算机技术：
计算机技术则是延长人的思维器官处理信息和决策的功能（2分）。
3.实现信号处理的电子信息系统组成框图如下：
自然界物质运动系统
采集
控制
传
感器
信号
预处理电路
数据采
集和计算机处理器
数
模转换
信
号恢复
显示
（画图总共5分，其中，“传感器”、“信号预处理电路”、“数据采集和计算机处理器”、“数
模转换”、“信号恢复”每个框图分别占1分）
信号处理过程：
首先，要通过传感器将自然界物质运动过程中的各种参数（信息）转换成为电信号（1分）。
然后，对原始电信号进行预处理（放大、滤波），其目的是为了提高有用信号与无用信号（信号与噪声）之比，以保证信号质量。
当有多个信号输入时还要通过多路开关，循环采集相关信号并经模数转换后形成标准格式数字信号送入计算机进行处理（1分）。
接着，进行信号处理。
信号处理的目的在于进一步提高信噪比，提取和复现信号中的有用信息（如信号频谱最丰富的部分）（1分）。
最后，经过处理后的信号可用于显示与控制。
为了显示与控制的需要，计算机形成的数据经数模转换和信号恢复后再还原成为模拟信号返回自然界（2分）。
4.EDA是电子设计自动化（ElectronicDesignAutomatio）n的英文缩写，涵盖电子线路计
算机辅助设计（CAD）。
EDA工具的主要作用：
（1）验证电路方案设计的正确性（1分）。
当系统功能确定以后，首先采用系统仿真或结构模拟的方法验证系统方案的可行性，只要确定系统各环节的传递函数（数学模型）便可实现（1分）。
（2）电路特性的优化设计（1分）。
器件参数的容差和工作环境温度将对电路工作的稳定性产生影响。
传统的电路设计方法，很难对这种影响进行全面地分析和了解，因而也就很难实现电路的优化设计。
EDA中的温度分析和统计分析功能，既可以分析各种温度条件下的电路特性，也可对器件容差的影响进行全面的计算分析（1分）。
（3）实现电路特性的仿真测试（1分）。
电子电路的设计过程中，大量的工作是各种数据测试及特性分析。
但由于受测试手段及仪器精度所限，有些测试项目实现起来十分困难，甚至不可能进行测试。
采用EDA，是根据模型进行仿真计算，因此可方便地实现全功能测试，也可以直接模拟各种工作环境几个中介条件下的电路特性而不会损坏器件和电路，较传统的设计方式要经济得多（2分）。
5.答案略。
本题由考生自述，根据答题情况酌情给分。
6.嵌入式系统的定义：
区别于PC机，我们将非PC的计算机应用系统称之为嵌入式系统
（Embeddedsystem）。
嵌入式系统的特点：
（1）嵌入式系统通常是面向特定应用的（0.5分）。
（2）嵌入式系统是将计算机技术、半导体技术和电子技术与各个行业的具体应用相结合后的产物，是一门综合技术学科（0.5分）。
（3）嵌入式系统是一个软硬件高度结合的产物（0.5分）。
（4）为适应嵌入式分布处理结构和应用上网需求，面向21世纪的嵌入式系统要求配备标准的一种或多种网络通信接口（0.5分）。
（5）因为嵌入式系统往往和具体应用有机地结合在一起，它的升级换代也是和具体产品同步进行，因此嵌入式系统产品一旦进入市场，具有较长的生命周期（0.5分）。
（6）嵌入式系统是典型的计算机系统，更是计算机应用系统（0.5分）。
嵌入式系统的组成：
嵌入式系统由嵌入式CPU（包括MCU、MPU、DSP和SoC等）（1分）、嵌入式软件（包括C、C++和JAVA等）（1分）和嵌入式操作系统RTOS（包括PSOS和Linux等）（1分）及辅助外围电路组成（1分）。
嵌入式系统的核心是嵌入式微处理器。
7.单片机作为最典型的嵌入式处理器，它的成功应用推动了嵌入式系统的发展。
单片机
以体积小、功能强、可靠性好、性能价格比高等特点，已成为实现工业生产技术进步和开发机电一体化和智能化测控产品的重要手段。
（2.5分）
ARM（AdvancedRISCMachine）s是微处理器行业的一家知名企业，设计了大量高性能、廉价、耗能低的RISC处理器、相关技术及软件。
ARM架构是面向低预算市场设计的第一款RISC微处理器，基本是32位单片机的行业标准，它提供一系列内核、体系扩展、微处理器和系统芯片方案，四个功能模块可供生产厂商根据不同用户的要求来配置生产。
目前ARM在手持设备市场占有90以上的份额，可以有效地缩短应用程序开发与测试的时间，也降低了研发费用。
DSP（digitalsignalprocesso）r是一种独特的微处理器，有自己的完整指令系统，是以数字信号来处理大量信息的处理器。
DSP实时运行速度可达每秒数以千万条复杂指令程序，远远超过通用微处理器，是数字化电子世界中日益重要的电脑芯片。
与通用微处理器相比，DSP芯片的其他通用功能相对较弱些。
FPGA是英文FieldProgrammableGateAr（ray现场可编程门阵列）的缩写，它是在PAL、GAL、PLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物，并非是一种处理器。
用户可对FPGA内部的逻辑模块和I/O模块重新配置，以实现用户的逻辑。
FPGA能完成任何数字器件的功能。
目前FPGA的品种很多，有XILINX的XC系列、TI公司的TPC系列、ALTERA公司的FIEX系列等。
8.数字信号处理的实现方法一般有以下几种：
（1）在通用的计算机（如PC机）上用软件
（如C语言）实现（1分）；
（2）FPGA上实现（1分）；
（3）用通用的单片机（如MCS-51、
ARM系列等）实现（1分）；
（4）用通用的可编程DSP芯片实现（1分）。
第1种方法的缺点是速度较慢，一般可用于DSP算法的模拟（1.5分）；
第2种方法用硬件实现，FPGA是数字信号处理实时应用的最理想载体（1.5分）；
第3种方法只适用于实现简单的DSP算法（1.5分）；
只有第4种方法才为数字信号处理的应用打开了新的局面
（1.5分）。
9.DSP处理器，也称数字信号处理器，是一种特别适合于进行数字信号处理运算的微处理器，其主要应用是实时快速地实现各种数字信号处理算法。
（2分）
根据数字信号处理的要求，DSP芯片一般具有如下主要特点：
（1）在一个指令周期内可完成一次乘法和一次加法（1分）；
（2）程序和数据空间分开，可以同时访问指令和数据
（1分）；
（3）片内具有快速RAM，通常可通过独立的数据总线在两块中同时访问（1分）；
（4）具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持（1分）；
（5）快速的中断处理和硬件I/O支持（1分）；
（6）具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器（1分）；
（7）可以并行执行多个操作（1分）；
（8）支持流水线操作，使取指、译码和执行等操作可以重叠执行（1分）。
10.FPGA：
现场可编程门阵列（1.5分）。
CPLD：
大规模可编程逻辑器件（1.5分）。
CPLD
和FPGA是当今应用最广泛的两类可编程专用集成电路。
尽管FPGA和CPLD都是可编程ASIC器件，有很多共同特点，但由于CPLD和FPGA结构上的差异，具有各自的特点，比较如下：
（1）CPLD更适合完成各种算法和组合逻辑，FPGA更适合于完成时序逻辑（1分）。
（2）CPLD的连续式布线结构决定了它的时序延迟是均匀的和可预测的，而FPGA的分段式布线结构决定了其延迟的不可预测性（0.5分）。
（3）在编程上FPGA比CPLD具有更大的灵活性（1分）。
（4）FPGA的集成度比CPLD高，具有更复杂的布线结构和逻辑实现（1分）。
（5）CPLD比FPGA使用起来更方便（0.5分）。
（6）CPLD的速度比FPGA快，并且具有较大的时间可预测性（1分）。
（7）在编程方式上，CPLD主要是基于E2PROM或Flash存储器编程，编程次数可达1万次，优点是系统断电时编程信息也不丢失（1分）。
（8）CPLD保密性好，FPGA需要外部配置，保密性差（0.5分）。
（9）一般情况下，CPLD的功耗要比FPGA大，且集成度越高越明显（0.5分）。
11.按不同的划分方法，信号可分为：
按自变量时间t的取值特点可分为连续时间信号与离散时间信号。
如果在讨论的时间间隔内，除有限个不连续间断点之外，对于任何时间值都可以给出确定的函数值，则此信号就是连续信号（1.5分）。
离散信号在时间上是离散的，即只在某些不连续的规定瞬间给出函数值，在其它时间没有定义（1.5分）。
能够精确地用明确的数学关系式来描述的信号称为确定性信号（1分）；
不能精确地用明确的数学关系式来描述，且无法预测任意时刻的精确值的信号称为随机信号（1分），它只能用概率术语和统计平均来描述。
若信号函数平方可积，则W为有限值，该信号成为能量有限信号，简称能量信号（1分）。
若信号x（t）的W趋于无穷（相当于1欧姆电阻消耗的能量），而P（相当于平均功率）为不等于零的有限值，则该信号为功率信号（1分）。
一个信号x（t），若对-∞<
t<
∞，存在一个常数T，使得x（t-nT）=x（t），n=0,±
1,±
2,…，则
称x（t）是以T为周期的周期信号（1.5分）。
不满足上述条件的信号称为非周期信号（1.5分）。
12.信号处理，就是指通过对信号的变换和加工，把一个信号变换成另一个信号的过程。
也可以把信号处理理解为为了特定的目的，通过一定的手段改造信号的过程。
为了充分地获取信息和有效地利用信息，必须对信号进行分析与处理。
信号处理技术作为一门新兴学科，由于技术的先进性和应用的广泛性，越来越显示出强大的生命力，凡是需要对各种各样的信号进行谱分析、滤波、压缩等的科学领域和工程领域都要用到它，这种趋势还在发展。
信号处理在语音处理、通信系统、声纳、雷达、地震信号处理、空间技术、自动控制系统、仪器仪表、生物医学工程和家用电器等方面得到了广泛应用。
13.语音信号处理是研究用数字信号处理技术对语音信号进行处理的一门学科，是在多门学科基础上发展起来的综合性技术。
它涉及到数字信号处理、模式识别、语言学、语音学、生理学、心理学以及认知科学和人工智能等许多学科领域（2分）。
基本内容主要包括：
语音信号处理基础、语音信号分析、语音编码、语音合成、语音识别、说话人识别等方面2（分）。
数字图像处理（DigitalImageProcessin）g又称为计算机图像处理，它是指将图像信号转换成数字信号并利用计算机对其进行处理的过程（2分）。
基本内容包括：
图像变换、图像编码压缩、图像增强和复原、图像分割、图像描述和图像分类（识别（）2分）。
应用于：
航天和航空遥感、生物医学工程及疾病诊断、通信工程、工业和工程、军事公安、文化艺术等方面（2分）。
14.系统的分类：
（1）连续时间系统与离散时间系统。
若系统的输入和输出都是连续时间信号，且其内部也未转换为离散时间信号，则称此系统为连续时间系统（1分）；
若系统的输入和输出都是离散时间信号，则称此系统为离散时间系统（1分）。
（2）动态系统与非动态系统。
如果系统的输出信号只决定于同时刻的激励信号，与它过去的工作状态无关，则称此系统为非动态系统或静态系统，也称为即时系统或无记忆系统（0.5分）；
如果系统的输出信号不仅取决于同时刻的激励信号，而且与它过去的工作状态有关，这种系统称为动态系统或记忆系统（0.5分）。
（3）线性系统与非线性系统。
具有叠加性与均匀性的系统称为线性系统（1分）；
不满足叠加性或均匀性的系统是非线性系统（1分）。
（4）时变系统与时不变系统。
如果系统的参数不随时间而变化，则称此系统为时不变系统（1分）；
如果系统的参数随着时间改变，则称为时变系统（1分）。
（5）因果系统与非因果系统。
激励是响应产生的原因，响应是激励所产生的结果，因而在某一时刻之后作用于实际物理系统的激励决不会于此时刻之前在该系统中产生响应，此性质称为实际物理系统的因果性。
满足因果性的系统称为因果系统（0.5分），否则称为非因果系统（0.5分）。
（6）集总参数系统与分布参数系统。
只由集总参数元件组成的系统称为集总参数系统（0.5分）；
含有分布参数元件的系统是分布参数系统，如传输线、波导等（0.5分）。
（7）可逆系统与不可逆系统。
若系统在不同的激励信号作用下产生不同的响应，则
称此系统为可逆系统（0.5分），否则称为不可逆系统（0.5分）。
15.控制论的主要方法有信息方法（1分）、反馈方法（1分）、功能模拟方法（1分）和黑箱方法（1分）等。
（1）信息方法是把研究对象看作是一个信息系统，通过分析系统的信息流程来把握事物规律的方法（1.5分）。
（2）反馈方法则是动用反馈控制原理去分析和处理问题的研究方法。
所谓反馈控制就是由控制器发出的控制信息的再输出发生影响，以实现系统预定目标的过程，正反馈能放大控制作用，实现自组织控制（1.5分）。
（3）功能模拟法，就是用功能模型来模仿客体原型的功能和行为的方法。
所谓功能模型就是只以功能行为是相似为基础而建立的模型（1.5分）。
（4）黑箱方法也是控制论的主要方法。
黑箱方法就是通过考察系统的输入与输出关系认识系统功能的研究方法（1.5分）。
16.电磁感应现象即：
电能够产生磁，磁也能够产生电（2分）。
英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象（2分）。
这一发现成为发电机和变压器的基本原理，从而使机械能转变为电能成为可能，推动了电在工业上的广泛应用，使人类迈进了电气时代（2分）。
17.铜锌电池（3分）。
它能够把化学能不断地转变为电能，维持单一方向的电流持续流动。
这一发明具有划时代的意义，引起了电磁学的一场革命。
它为人们深入研究电化学、电磁学以及它们的应用打下了物质基础。
以后很快发现了电流的化学效应、热效应以及利用电来照明等（3分）。
18.美国伯克利加州大学的EdwardA.Lee教授认为，电子电气和计算机工程领域在20世纪经历了四次重大的技术重点转移：
一是由电力传输与旋转机械向电子学转移（1.5分）；
二是由电子管向半导体以及由分立元件向集成电路转移（1.5分）；
三是由模拟电子向数字电子转移（1.5分）；
四是由固定的向可编程的数字硬件转移（1.5分）。
19.数字处理方法与传统的模拟处理方法相比较具有以下优点：
（1）精度高（1分）；
（2）灵活性强（0.5分）；
（3）可以实现模拟系统很难达到的指标或特性（1分）；
（4）可以实现多维的系统（0.5分）。
数字信号处理系统也存在着一定的缺点，主要表现在：
（1）增加了系统的复杂性（1分）；
（2）应用的频率范围受到限制（1分）；
（3）系统的功率消耗比较大（1分）。
20.电子信息技术：
指以电子系统为载体表示、获取、处理、存储、传输信息等的一门综合性、交叉性等前沿技术（2分）。
电子信息系统：
指通过电子技术及信息科学、通信技术
等，用一个或多个技术支撑的电子系统构建成的以信号加工处理或信息传输等应用为对象的系统（2分）。
电子信息工程：
它是信息产业的重要基础和支柱之一。
它以电路与系统、信号与信息处理、电磁场与微波、计算机及软件技术等理念为基础，研究各种信息（如语音、文字、图像、雷达、遥感信息等）的处理、交换及无线、电缆、光缆等传输的各种电子与信息系统（2分）。
21.
（1）数学是所有科学研究的有力工具，数学是科学的皇冠，在电子信息工程的研究与应用中，数学工具占有十分重要的地位（2分）。
（2）在电子信息工程的研究与应用中，数学工具的最大作用就是对物理现象进行分析，以及对有关的电子元器件、电路和系统进行建模（2分）。
（3）数学是电子信息工程研究非常有效的检验工具（2分）。
22.
（1）电子信息技术在迅速地渗入家庭生活中（1分）；
（2）在工业中，人们使用各种电子信息自动化装置或系统，实现生产设备和过程的自动化（2分）；
（3）在交通运输中，出现了智能交通系统（1分）；
（4）21世纪的汽车工业进入一个由电子信息技术革命带来巨大变化的新时代（1分）；
（5）在办公室，电子政务开始向更高层次发展（1分）。
23.本专业培养德、智、体等全面发展，掌握电子信息基础理论与技术（1分），信号与信息的处理方法（1分），应用电子技术等专业知识（1分），具有较强的工程实践能力、协作精神和创新精神（1分），能够从事各类电子设备和信息系统的设计、开发应用以及
升级会员 