自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁武漢城市職業(yè)學院《數(shù)據(jù)可視化方法》

2023-2024學年第二學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共30個小題，每小題1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、使用運算放大器設計一個音頻放大器電路，能夠將輸入的微弱音頻信號進行放大，同時具有一定的帶寬和低失真度，給出詳細的電路設計和參數(shù)計算。2、假設要實現(xiàn)一個優(yōu)先級隊列，其中元素的優(yōu)先級可以動態(tài)改變。以下哪種數(shù)據(jù)結構和操作組合最適合？（）A.最大堆和堆調整操作B.最小堆和堆刪除操作C.鏈表和排序操作D.數(shù)組和插入排序操作3、在圖的存儲中，鄰接多重表常用于無向圖的存儲。以下關于鄰接多重表的優(yōu)點，描述錯誤的是（）A.便于刪除和插入邊B.節(jié)省存儲空間C.便于判斷兩個頂點之間是否有邊D.對有向圖的存儲效果更好4、基于通信原理設計一個數(shù)字通信系統(tǒng)，包括信源編碼、信道編碼、調制解調等模塊，給出系統(tǒng)性能評估。5、設計一個基于Wi-Fi的智能家居安防系統(tǒng)，實現(xiàn)入侵檢測、視頻監(jiān)控和報警功能，闡述系統(tǒng)組成和網(wǎng)絡配置。6、設計一個數(shù)字示波器探頭電路，能夠將輸入信號轉換為適合示波器測量的信號，并且具有衰減和補償功能。7、快速排序是一種高效的排序算法。以下關于快速排序的說法，錯誤的是（）A.采用分治的思想B.平均時間復雜度為O(nlogn)C.最壞情況下的時間復雜度為O(n^2)，但概率較小D.是一種穩(wěn)定的排序算法8、設計一個基于FPGA的數(shù)字信號濾波系統(tǒng)，支持在線參數(shù)調整和實時濾波，給出硬件設計和濾波算法優(yōu)化。9、若對一棵二叉排序樹進行中序遍歷，得到的序列是一個有序序列，這是因為二叉排序樹的定義具有以下哪個特性？（）A.左子樹節(jié)點值小于根節(jié)點值，右子樹節(jié)點值大于根節(jié)點值B.根節(jié)點值大于左子樹所有節(jié)點值，小于右子樹所有節(jié)點值C.每個節(jié)點的左子樹和右子樹的高度差不超過1D.所有節(jié)點的值互不相同10、設計一個基于單片機的智能路燈節(jié)能控制系統(tǒng)，根據(jù)交通流量和環(huán)境光照自動調節(jié)路燈亮度，實現(xiàn)節(jié)能。11、在字符串匹配算法中，KMP算法是一種高效的算法，以下關于KMP算法的描述，不正確的是：（）A.KMP算法通過利用已經(jīng)匹配的部分信息，避免了不必要的回溯，提高了匹配效率B.KMP算法的時間復雜度主要取決于模式串的長度，與主串的長度無關C.KMP算法的核心是計算模式串的next數(shù)組，用于確定匹配失敗時的移動位置D.KMP算法在任何情況下的性能都優(yōu)于樸素的字符串匹配算法12、設計一個基于藍牙的智能門鎖系統(tǒng)，能夠通過手機藍牙開鎖，并記錄開鎖日志，描述系統(tǒng)硬件和軟件設計。13、考慮到一個文件系統(tǒng)的目錄結構管理，需要快速查找、插入和刪除文件和文件夾，并能夠方便地遍歷整個目錄層次。以下哪種數(shù)據(jù)結構適合用于實現(xiàn)文件系統(tǒng)的目錄結構？（）A.三叉樹B.四叉樹C.N叉樹D.線段樹14、在數(shù)據(jù)結構的性能評估中，除了時間復雜度和空間復雜度，還有其他指標。關于這些評估指標，以下描述哪一項是不正確的？（）A.平均查找長度常用于評估查找算法的性能B.算法的穩(wěn)定性也是一個重要的評估指標，特別是在排序算法中C.數(shù)據(jù)結構的可維護性和可讀性在實際應用中通常不重要D.對于特定的應用場景，還需要考慮數(shù)據(jù)結構與其他部分的集成和協(xié)作效率15、堆是一種特殊的樹形數(shù)據(jù)結構，分為大頂堆和小頂堆。假設存在一個小頂堆，其數(shù)組表示為[1,3,5,7,9,11]?，F(xiàn)在要插入一個值2，為了保持堆的性質，需要進行一系列調整操作。以下哪種調整方式是正確的？（）A.直接將2插入末尾，無需調整B.將2與父節(jié)點比較，若小于父節(jié)點則交換位置，直到滿足堆的性質C.將2與子節(jié)點比較，若大于子節(jié)點則交換位置，直到滿足堆的性質D.重新構建整個堆16、在一個編譯器的符號表實現(xiàn)中，需要存儲變量名、類型、作用域等信息，并能夠快速查找、插入和刪除符號。以下哪種數(shù)據(jù)結構可能是最適合的？（）A.紅黑樹，平衡的搜索結構B.鏈表，動態(tài)操作方便C.棧，后進先出管理符號D.隊列，先進先出處理符號17、設計一個基于物聯(lián)網(wǎng)技術的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，能夠實時監(jiān)測溫度、濕度、空氣質量等參數(shù)，并將數(shù)據(jù)上傳至云平臺。18、在選擇合適的數(shù)據(jù)結構時，需要考慮多種因素。以下關于數(shù)據(jù)結構選擇的考慮因素，哪一項是不正確的？（）A.數(shù)據(jù)的規(guī)模和操作的頻繁程度會影響數(shù)據(jù)結構的選擇B.對數(shù)據(jù)的訪問方式（如隨機訪問、順序訪問）也是選擇的重要因素C.空間效率通常比時間效率更重要，應優(yōu)先考慮節(jié)省存儲空間D.數(shù)據(jù)結構的可擴展性和靈活性在某些情況下也需要納入考慮19、設計一個基于FPGA的圖像增強系統(tǒng)，能夠提高圖像的對比度和亮度，說明算法和硬件實現(xiàn)。20、假設正在開發(fā)一個視頻編碼系統(tǒng)，需要對視頻幀進行壓縮和存儲，并能夠快速地讀取和解碼。在這種情況下，以下哪種數(shù)據(jù)結構可能對視頻數(shù)據(jù)的組織和處理最有幫助？（）A.樹狀數(shù)組，優(yōu)化數(shù)據(jù)的存儲和訪問B.跳表，支持快速的幀查找和操作C.鏈表，順序存儲視頻幀數(shù)據(jù)D.數(shù)組，直接映射視頻幀的存儲位置21、在一個大型電商平臺的數(shù)據(jù)庫中，需要高效地存儲和檢索商品信息，包括商品名稱、價格、庫存數(shù)量等。同時，要能夠快速地根據(jù)價格范圍、庫存狀態(tài)等條件進行查詢和排序。為了實現(xiàn)這些功能，以下哪種數(shù)據(jù)結構可能是最合適的選擇？（）A.鏈表，便于動態(tài)地插入和刪除商品信息B.棧，按照后進先出的原則存儲商品數(shù)據(jù)C.隊列，先進入的商品信息先被處理D.二叉搜索樹，能夠快速地進行查找、插入和刪除操作，并支持排序22、設計一個基于數(shù)字信號處理的音頻濾波器，實現(xiàn)對特定頻率范圍的音頻信號進行濾波，分析濾波效果。23、設計一個基于無線傳感器網(wǎng)絡的農(nóng)田環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，監(jiān)測土壤濕度、溫度、酸堿度等參數(shù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的匯聚和遠程傳輸。24、設計一個音頻均衡器電路，能夠對輸入的音頻信號進行不同頻段的增益調節(jié)，以改善音頻質量。25、設計一個基于射頻技術的無線胎壓監(jiān)測系統(tǒng)，能夠實時監(jiān)測汽車輪胎的壓力和溫度。26、設計一個模擬電路，用于放大音頻信號，要求具有低噪聲、高增益和寬頻帶的特性，同時能夠對輸入信號進行一定程度的濾波處理。27、設計一個基于DSP的音頻濾波系統(tǒng)，能夠實現(xiàn)多種濾波類型如巴特沃斯、切比雪夫等，給出系統(tǒng)的硬件架構和濾波算法。28、哈希表是一種用于快速查找的數(shù)據(jù)結構。對于哈希表的性能，以下描述哪一項是不正確的？（）A.哈希函數(shù)的設計直接影響哈希表的性能，好的哈希函數(shù)可以減少沖突B.處理哈希沖突的方法有開放尋址法和鏈地址法等C.哈希表的查找、插入和刪除操作的平均時間復雜度均為O(1)D.哈希表的性能不受表的裝填因子的影響，裝填因子可以任意取值29、設計一個基于PLC的熱電廠鍋爐控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對鍋爐水位、蒸汽壓力、溫度等參數(shù)的自動控制。30、設計一個簡單的數(shù)字時鐘電路，使用數(shù)碼管顯示時間，具備小時、分鐘和秒的顯示功能，同時能夠通過按鍵進行時間的調整和設置。二、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某電商平臺的優(yōu)惠券管理系統(tǒng)需要存儲優(yōu)惠券信息，如優(yōu)惠券編號、優(yōu)惠金額、使用條件、有效期等。系統(tǒng)要能夠快速查找特定優(yōu)惠券、按照優(yōu)惠金額對優(yōu)惠券進行排序、發(fā)放優(yōu)惠券、使用優(yōu)惠券以及刪除過期優(yōu)惠券。請選擇恰當?shù)臄?shù)據(jù)結構，并詳細闡述實現(xiàn)這些功能的算法和代碼，以及性能考量。2、（本題5分）某金融機構需要對客戶的交易記錄進行分析，以檢測異常交易行為。交易記錄包括交易時間、金額、交易類型等。設計合適的數(shù)據(jù)結構和算法，能夠快速地篩選出異常交易，并進行風險評估。3、（本題5分）某城市的交通流量監(jiān)測系統(tǒng)需要對各個路口的車流量進行統(tǒng)計和分析。路口信息和車流量數(shù)據(jù)以廣義表的形式存儲。請設計算法實現(xiàn)以下功能：（1）統(tǒng)計某個時間段內某個路口的車流量；（2）找出車流量最大的路口；（3）當路口設置發(fā)生變化時，更新數(shù)據(jù)結構；（4）按照車流量對路口進行排序。分析算法的時間復雜度和空間復雜度。4、（本題5分）某社交平臺需要存儲用戶的好友關系數(shù)據(jù)。每個用戶有一個唯一的用戶ID，好友關系是雙向的。請設計數(shù)據(jù)結構來表示用戶之間的好友關系，能夠快速查詢某個用戶的好友列表、判斷兩個用戶是否為好友、添加或刪除好友關系，并計算用戶的好友數(shù)量。5、（本題5分）某在線考試系統(tǒng)需要記錄考生的考試信息，包括考生ID、考試科目、考試時間、答題情況、成績等。請設計合適的數(shù)據(jù)結構來存儲這些考試數(shù)據(jù)，實現(xiàn)快速查詢考生成績、按科目統(tǒng)計平均分、分析答題情況，并支持新考試的安排和舊考試數(shù)據(jù)的歸檔。三、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）詳細解釋在一個具有n個元素的順序表中，如何進行元素的快速排序，并分析其平均時間復雜度和最壞時間復雜度。2、（本題5分）在圖的遍歷中，如何處理有向無環(huán)圖（DAG）？有哪些常見的算法應用？3、（本題5分）解釋什么是后綴樹，并說明其在字符串匹配中的優(yōu)勢。4、（本題5分）描述二叉樹的遍歷算法在二