站名：站名：年級(jí)專(zhuān)業(yè)：姓名：學(xué)號(hào)：凡年級(jí)專(zhuān)業(yè)、姓名、學(xué)號(hào)錯(cuò)寫(xiě)、漏寫(xiě)或字跡不清者，成績(jī)按零分記?！堋狻€…………第1頁(yè)，共1頁(yè)山東協(xié)和學(xué)院

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及算法（Python）》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題2分，共30分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)字信號(hào)傳輸系統(tǒng)，采用差錯(cuò)控制編碼提高傳輸可靠性，包括編碼和解碼電路設(shè)計(jì)以及性能測(cè)試。2、設(shè)計(jì)一個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中的衛(wèi)星軌道參數(shù)計(jì)算和預(yù)測(cè)模塊，分析軌道精度。3、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字圖像處理中的圖像壓縮算法，如JPEG，實(shí)現(xiàn)圖像的高效壓縮，比較壓縮前后的圖像質(zhì)量。4、想象一個(gè)地圖應(yīng)用，需要存儲(chǔ)不同地點(diǎn)之間的距離信息，并能夠快速找到兩個(gè)地點(diǎn)之間的最短路徑。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的組合可能是最有效的？（）A.鄰接矩陣結(jié)合深度優(yōu)先搜索算法，能表示完整的圖結(jié)構(gòu)，但對(duì)于大規(guī)模圖效率較低B.鄰接表結(jié)合廣度優(yōu)先搜索算法，節(jié)省空間，適合查找最短路徑C.十字鏈表結(jié)合迪杰斯特拉算法，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)難度大D.哈希圖結(jié)合A*算法，適用于復(fù)雜的啟發(fā)式搜索，但對(duì)簡(jiǎn)單地圖可能過(guò)于復(fù)雜5、設(shè)計(jì)一個(gè)光通信收發(fā)模塊的驅(qū)動(dòng)電路，能夠穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)光收發(fā)器件，給出電路設(shè)計(jì)和性能測(cè)試結(jié)果。6、設(shè)計(jì)一個(gè)基于音頻功率放大器的舞臺(tái)音響系統(tǒng)，輸出功率不小于500W，具備音效調(diào)節(jié)功能。7、考慮用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)表達(dá)式求值的算法，例如計(jì)算中綴表達(dá)式的值。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)組合可能是最有效的（）A.棧和隊(duì)列B.棧和二叉樹(shù)C.隊(duì)列和哈希表D.棧和鏈表8、設(shè)計(jì)一個(gè)具有相位補(bǔ)償功能的放大器電路，提高電路的穩(wěn)定性和帶寬，給出電路設(shè)計(jì)和相位補(bǔ)償分析。9、設(shè)計(jì)一個(gè)光纖通信系統(tǒng)中的光發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，確定合適的光源和探測(cè)器，計(jì)算系統(tǒng)的傳輸距離和帶寬。10、設(shè)計(jì)一個(gè)正弦波信號(hào)發(fā)生器，輸出頻率在1kHz至100kHz連續(xù)可調(diào)，采用集成運(yùn)放實(shí)現(xiàn)，說(shuō)明電路結(jié)構(gòu)和調(diào)試方法。11、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙技術(shù)的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)設(shè)備之間的穩(wěn)定數(shù)據(jù)通信，考慮傳輸距離和數(shù)據(jù)速率。12、設(shè)計(jì)一個(gè)基于RFID技術(shù)的物品識(shí)別與管理系統(tǒng)，能夠快速準(zhǔn)確地讀取標(biāo)簽信息并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。13、設(shè)計(jì)一個(gè)用于工業(yè)自動(dòng)化的編碼器接口電路，能夠接收增量式編碼器和絕對(duì)式編碼器的信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)供控制器處理，給出電路設(shè)計(jì)和信號(hào)處理方法。14、對(duì)于一個(gè)需要頻繁合并和拆分的數(shù)據(jù)集合，假設(shè)我們正在設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能比較合適？（）A.鏈表B.數(shù)組C.樹(shù)D.哈希表15、設(shè)計(jì)一個(gè)高速數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，采用USB3.0接口，傳輸速率達(dá)到5Gbps，說(shuō)明硬件選型和驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)。二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）闡述如何在一個(gè)循環(huán)隊(duì)列中實(shí)現(xiàn)元素的入隊(duì)和出隊(duì)操作，給出算法步驟和實(shí)現(xiàn)代碼，并分析其時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。2、（本題5分）比較冒泡排序和選擇排序在平均情況下的性能表現(xiàn)。3、（本題5分）詳細(xì)說(shuō)明最短路徑問(wèn)題的定義，以及Dijkstra算法和Floyd算法在解決不同類(lèi)型最短路徑問(wèn)題中的應(yīng)用。三、綜合題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一個(gè)在線招聘系統(tǒng)需要管理職位信息，包括職位編號(hào)、職位名稱(chēng)、工作地點(diǎn)、薪資范圍、招聘人數(shù)等。系統(tǒng)要支持快速查找特定職位、按照薪資范圍對(duì)職位進(jìn)行排序、新增職位、修改職位信息、關(guān)閉招聘職位。請(qǐng)確定恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)闡述算法和代碼實(shí)現(xiàn)，以及性能優(yōu)化策略。2、（本題5分）一個(gè)在線視頻會(huì)議系統(tǒng)需要管理參會(huì)人員、會(huì)議主題、會(huì)議時(shí)間、會(huì)議記錄等信息。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)會(huì)議的安排、人員的邀請(qǐng)、會(huì)議記錄的保存和查詢，支持多人同時(shí)在線交流和互動(dòng)。3、（本題5分）某金融機(jī)構(gòu)需要對(duì)客戶的交易記錄進(jìn)行分析，以檢測(cè)異常交易行為。交易記錄包括交易時(shí)間、金額、交易類(lèi)型等。設(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，能夠快速地篩選出異常交易，并進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。4、（本題5分）一個(gè)超市的促銷(xiāo)活動(dòng)管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)促銷(xiāo)活動(dòng)的信息，如活動(dòng)編號(hào)、活動(dòng)名稱(chēng)、活動(dòng)時(shí)間、優(yōu)惠方式、參與商品等。系統(tǒng)要支持快速查找特定促銷(xiāo)活動(dòng)、按照活動(dòng)時(shí)間對(duì)活動(dòng)進(jìn)行排序、新增促銷(xiāo)活動(dòng)、修改活動(dòng)規(guī)則、結(jié)束活動(dòng)。請(qǐng)確定恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)闡述算法和代碼實(shí)現(xiàn)，以及性能優(yōu)化策略。5、（本題5分）假設(shè)有一個(gè)電商網(wǎng)站，需要實(shí)時(shí)處理大量的訂單信息。訂單信息包括訂單號(hào)、商品名稱(chēng)、購(gòu)買(mǎi)數(shù)量、客戶姓名、收貨地址等。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)和管理這些訂單數(shù)據(jù)，并實(shí)現(xiàn)訂單的快速插入、查找、修改和刪除操作，同時(shí)能夠高效地統(tǒng)計(jì)不同商品的銷(xiāo)售數(shù)量。四、設(shè)計(jì)題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使用Johnson算法求解給定無(wú)向圖中所有