站名：站名：年級(jí)專業(yè)：姓名：學(xué)號(hào)：凡年級(jí)專業(yè)、姓名、學(xué)號(hào)錯(cuò)寫、漏寫或字跡不清者，成績(jī)按零分記?！堋狻€…………第1頁，共1頁安順職業(yè)技術(shù)學(xué)院《數(shù)據(jù)科學(xué)與實(shí)踐》

2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題2分，共40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)基于單片機(jī)的智能車位引導(dǎo)系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)顯示停車場(chǎng)內(nèi)的車位占用情況，并引導(dǎo)車輛快速找到空閑車位。2、利用數(shù)字電路技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)超市電子秤的稱重控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確稱重和計(jì)價(jià)功能。3、堆是一種特殊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，常用于實(shí)現(xiàn)優(yōu)先隊(duì)列。以下關(guān)于堆的性質(zhì)，正確的是：（）A.大根堆中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的值都大于或等于其孩子節(jié)點(diǎn)的值B.小根堆中，根節(jié)點(diǎn)的值一定是堆中最小的值C.堆可以用數(shù)組實(shí)現(xiàn)，通過特定的計(jì)算方式可以快速定位節(jié)點(diǎn)的父子關(guān)系D.對(duì)堆進(jìn)行插入和刪除操作后，不需要重新調(diào)整堆的結(jié)構(gòu)以保持其性質(zhì)4、鏈表是一種重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在很多場(chǎng)景中得到應(yīng)用。關(guān)于鏈表的特點(diǎn)，以下描述錯(cuò)誤的是：（）A.鏈表的存儲(chǔ)空間不必連續(xù)，可以通過指針來鏈接各個(gè)節(jié)點(diǎn)B.對(duì)鏈表進(jìn)行插入和刪除操作時(shí)，不需要移動(dòng)大量元素，效率較高C.鏈表可以方便地實(shí)現(xiàn)隨機(jī)訪問，查找任意位置的元素速度很快D.單鏈表、雙向鏈表和循環(huán)鏈表是常見的鏈表類型，它們各有特點(diǎn)和適用場(chǎng)景5、設(shè)計(jì)一個(gè)基于光電二極管的光強(qiáng)度測(cè)量系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)測(cè)量環(huán)境光的強(qiáng)度，并將數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示和存儲(chǔ)。6、利用通信技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，能夠采集環(huán)境數(shù)據(jù)并通過無線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絽R聚節(jié)點(diǎn)。7、當(dāng)使用數(shù)組實(shí)現(xiàn)隊(duì)列時(shí)，為了避免假溢出，通常采用循環(huán)隊(duì)列的方式。假設(shè)一個(gè)循環(huán)隊(duì)列的容量為10，當(dāng)前隊(duì)頭指針為3，隊(duì)尾指針為8。此時(shí)入隊(duì)一個(gè)元素后，隊(duì)尾指針應(yīng)該指向哪里（）A.9B.0C.7D.18、設(shè)計(jì)一個(gè)太陽能熱水器控制器，能夠自動(dòng)控制水溫、水位和上水，描述電路原理和控制策略。9、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字信號(hào)處理中IIR濾波器和FIR濾波器的性能比較方案，在相同條件下分析濾波效果和資源消耗。10、并查集是一種用于處理集合合并和查詢的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。對(duì)于并查集的操作，以下描述哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以快速判斷兩個(gè)元素是否屬于同一個(gè)集合B.合并兩個(gè)集合的操作時(shí)間復(fù)雜度為O(n)，其中n是集合中的元素?cái)?shù)量C.通過路徑壓縮和按秩合并等優(yōu)化方法可以提高并查集的效率D.并查集常用于解決圖的連通性問題和動(dòng)態(tài)集合管理問題11、對(duì)于一個(gè)具有n個(gè)頂點(diǎn)和e條邊的無向圖，如果采用鄰接表存儲(chǔ)，其空間復(fù)雜度主要取決于：（）A.nB.eC.n+eD.n^212、考慮用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)一個(gè)字典功能，要求能夠快速插入、刪除和查找元素。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最合適的（）A.紅黑樹B.跳表C.堆D.以上數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都可以13、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻放大器擴(kuò)展電路，能夠增加放大器的輸出功率和音質(zhì)，并且具有失真檢測(cè)功能。14、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙技術(shù)的無線數(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。15、設(shè)計(jì)一個(gè)基于運(yùn)算放大器的儀表放大器，具有高共模抑制比和高增益，用于測(cè)量小信號(hào)。16、設(shè)計(jì)一個(gè)通信系統(tǒng)擴(kuò)頻模塊的性能測(cè)試方案，包括擴(kuò)頻增益、抗干擾能力等指標(biāo)的測(cè)量。17、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)，能夠?qū)φZ音信號(hào)進(jìn)行降噪處理，給出系統(tǒng)的硬件架構(gòu)和軟件算法實(shí)現(xiàn)。18、歸并排序是一種基于分治思想的排序算法。以下關(guān)于歸并排序的描述，不正確的是（）A.空間復(fù)雜度為O(n)B.是一種穩(wěn)定的排序算法C.最壞、最好和平均時(shí)間復(fù)雜度均為O(nlogn)D.不能用于鏈表的排序19、設(shè)計(jì)一個(gè)基于音頻編解碼芯片的MP3播放器，支持常見的音頻格式，具備存儲(chǔ)和播放功能。20、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字信號(hào)處理的圖像識(shí)別系統(tǒng)，能夠識(shí)別特定的物體或圖案。二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）詳細(xì)闡述在一個(gè)具有n個(gè)頂點(diǎn)的無向圖中，如何判斷其是否為連通圖，并給出相應(yīng)的算法。2、（本題5分）分析在字符串匹配中，如何利用有限自動(dòng)機(jī)的原理提高匹配速度。3、（本題5分）論述如何在一個(gè)無序數(shù)組中查找前k大的元素，給出高效的算法思路和實(shí)現(xiàn)。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于存儲(chǔ)電商平臺(tái)用戶的購物車信息，包括商品ID、數(shù)量等，支持購物車的操作和結(jié)算。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)哈希表程序，能夠插入、查找和刪除元素，處理哈希沖突，用戶輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行操作并查看結(jié)果。3、（本題5分）利用隊(duì)列結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一個(gè)超市收銀臺(tái)排隊(duì)系統(tǒng)，模擬顧客的結(jié)賬過程。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)哈希表程序，支持動(dòng)態(tài)擴(kuò)容和縮容，當(dāng)元素?cái)?shù)量超過一定閾值時(shí)自動(dòng)擴(kuò)容，刪除元素后空間利用率低時(shí)自動(dòng)縮容。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)算法，利用平衡二叉樹存儲(chǔ)書籍的ISBN號(hào)和書名，實(shí)現(xiàn)快速查找和插入。四、綜合題（本大題共2個(gè)小題，共20分)1、（本題10分）假設(shè)一個(gè)在線投票系統(tǒng)需要記錄投票主題、選項(xiàng)和投票人的投票情況。投票主題包括主題ID、主題名稱、開始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間，選項(xiàng)包括選項(xiàng)ID、主題ID、選項(xiàng)內(nèi)容，投票情況包括投票人ID、主題ID、選項(xiàng)ID。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)這些數(shù)據(jù)，能夠快速統(tǒng)計(jì)每個(gè)選項(xiàng)的票數(shù)、查詢投票結(jié)果、防止重復(fù)投票，并在投票結(jié)束后生成投票報(bào)告。2、（本題10分）某城市的公共自行