自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁濟(jì)南大學(xué)《數(shù)據(jù)科學(xué)算法》

2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______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1分，共20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)光耦驅(qū)動(dòng)電路，用于驅(qū)動(dòng)大功率負(fù)載，給出電路參數(shù)和可靠性分析。2、設(shè)計(jì)一個(gè)移動(dòng)通信系統(tǒng)中的切換控制模塊，能夠根據(jù)信號(hào)強(qiáng)度和質(zhì)量實(shí)現(xiàn)平滑切換，分析切換成功率。3、根據(jù)傳感器技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)用于農(nóng)業(yè)溫室的環(huán)境參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)，包括溫度、濕度、光照和二氧化碳濃度等。4、設(shè)計(jì)一個(gè)基于模擬積分器的積分型模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC），分析其轉(zhuǎn)換精度和速度。5、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的圖像邊緣檢測系統(tǒng)，能夠?qū)斎氲膱D像進(jìn)行實(shí)時(shí)邊緣檢測，并輸出檢測結(jié)果。6、設(shè)計(jì)一個(gè)高速數(shù)據(jù)采集卡，采樣率達(dá)到200MSa/s，分辨率為14位，輸入范圍為±10V，說明硬件選型和驅(qū)動(dòng)開發(fā)。7、設(shè)計(jì)一個(gè)基于STM8的智能風(fēng)扇控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)環(huán)境溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，闡述系統(tǒng)組成和控制策略。8、快速排序是一種高效的排序算法。關(guān)于快速排序的原理和性能，以下敘述錯(cuò)誤的是（）A.快速排序通過選擇一個(gè)基準(zhǔn)元素，將待排序序列分為兩部分B.快速排序在平均情況下的時(shí)間復(fù)雜度為O(nlogn)C.快速排序在最壞情況下的時(shí)間復(fù)雜度為O(n^2)，但這種情況很少出現(xiàn)D.快速排序是一種穩(wěn)定的排序算法9、設(shè)計(jì)一個(gè)基于Wi-Fi的智能家居網(wǎng)關(guān)，能夠?qū)崿F(xiàn)不同智能家居設(shè)備之間的互聯(lián)互通和集中控制。10、設(shè)計(jì)一個(gè)無線通信模塊擴(kuò)展電路，能夠提高無線通信的距離和數(shù)據(jù)傳輸速率，并且具有加密功能。11、設(shè)計(jì)一個(gè)溫度控制系統(tǒng)電路，能夠根據(jù)設(shè)定的溫度自動(dòng)控制加熱或冷卻設(shè)備，使環(huán)境溫度保持在設(shè)定值附近，精度為±1℃。12、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ZigBee技術(shù)的智能溫室控制系統(tǒng)，能夠調(diào)節(jié)溫室內(nèi)的溫度、濕度、光照和二氧化碳濃度。13、對于一個(gè)經(jīng)常需要在頭部和尾部進(jìn)行插入和刪除操作的線性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，假設(shè)我們正在設(shè)計(jì)一個(gè)程序來管理一個(gè)排隊(duì)系統(tǒng)。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)最為合適？（）A.棧B.隊(duì)列C.雙端隊(duì)列D.循環(huán)隊(duì)列14、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字頻率計(jì)，采用直接計(jì)數(shù)法，測量范圍為1Hz至10MHz，給出系統(tǒng)方案和誤差分析。15、在一個(gè)股票交易系統(tǒng)中，需要實(shí)時(shí)記錄每只股票的價(jià)格變化，并能夠快速計(jì)算某一時(shí)間段內(nèi)的股票價(jià)格均值和波動(dòng)率。為了支持這些功能，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是合適的？（）A.滑動(dòng)窗口結(jié)合隊(duì)列B.雙端隊(duì)列結(jié)合堆C.優(yōu)先隊(duì)列結(jié)合棧D.鏈表結(jié)合樹16、設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的數(shù)字存儲(chǔ)示波器，能夠采集和顯示輸入信號(hào)的波形，包括硬件采集電路和軟件顯示界面的設(shè)計(jì)。17、在一個(gè)具有n個(gè)節(jié)點(diǎn)的二叉樹中，若每個(gè)節(jié)點(diǎn)的度均不超過2，則該二叉樹中葉子節(jié)點(diǎn)的數(shù)量至少為：（）A.n/2B.(n+1)/2C.n-1D.n18、利用數(shù)字電路技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)智能公交站牌系統(tǒng)，顯示車輛實(shí)時(shí)位置和預(yù)計(jì)到達(dá)時(shí)間。19、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。20、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的教學(xué)中，案例分析是一種有效的方法。以下關(guān)于案例分析的描述，不準(zhǔn)確的是：（）A.選擇實(shí)際的應(yīng)用案例，如學(xué)生成績管理系統(tǒng)、圖書管理系統(tǒng)等，展示數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用B.通過對案例的分析，讓學(xué)生理解如何根據(jù)需求選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法C.案例分析可以幫助學(xué)生將抽象的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)概念與具體的問題解決聯(lián)系起來D.案例分析只適用于簡單的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，對于復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法不適用二、簡答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）說明二叉樹的遍歷算法在二叉樹的節(jié)點(diǎn)刪除問題變種、樹的結(jié)構(gòu)修改問題中的應(yīng)用。2、（本題5分）詳細(xì)解釋在一個(gè)具有n個(gè)元素的二叉樹中，如何通過后序遍歷計(jì)算二叉樹的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)。3、（本題5分）在一個(gè)鏈表中，如何查找鏈表中環(huán)的入口結(jié)點(diǎn)？4、（本題5分）詳細(xì)說明如何在一個(gè)無向圖中進(jìn)行深度優(yōu)先搜索的非遞歸實(shí)現(xiàn)，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。5、（本題5分）解釋如何判斷一個(gè)字符串是否為回文，給出算法步驟和實(shí)現(xiàn)代碼，并分析其時(shí)間復(fù)雜度。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)汽車維修店的維修記錄，包括車輛信息、維修項(xiàng)目、費(fèi)用等，支持維修記錄的查詢和統(tǒng)計(jì)。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使用圖的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表示城市交通網(wǎng)絡(luò)中的智能導(dǎo)航系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)最短路徑和實(shí)時(shí)路況的結(jié)合功能。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，用于管理一個(gè)醫(yī)院的住院病人費(fèi)用管理系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確計(jì)算病人的住院費(fèi)用。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使用循環(huán)隊(duì)列存儲(chǔ)物流訂單信息，實(shí)現(xiàn)訂單的處理和跟蹤。5、（本題5分）基于字典樹結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)一個(gè)程序，用于快速查找和統(tǒng)計(jì)文本中出現(xiàn)的不同單詞及其頻率。四、綜合題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）在一個(gè)在線招聘系統(tǒng)中，需要管理企業(yè)招聘信息、求職者簡歷、面試安排和錄用結(jié)果等。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)這些信息，支持企業(yè)招聘信息的發(fā)布和更新，求職者簡歷的投遞和篩選，面試的安排和記錄，以及錄用結(jié)果的通知，并能夠?qū)崿F(xiàn)人才庫的建立和智能匹配推薦。2、（本題10分）某物流企業(yè)的貨物跟蹤系統(tǒng)需要記錄貨物的發(fā)貨地、收貨地、運(yùn)輸路徑、當(dāng)前位置、預(yù)計(jì)到達(dá)時(shí)間等信息。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來實(shí)時(shí)更新貨物運(yùn)輸狀態(tài)，支持按發(fā)貨地、收貨地等條件進(jìn)行查詢，能夠及時(shí)處理運(yùn)輸過程中的異常情況。3、（本題10分）某醫(yī)院的病歷管理系統(tǒng)需要對患者的病歷信息進(jìn)行高效存儲(chǔ)和檢索。病歷信息包括患者編號(hào)、