學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁河北建材職業(yè)技術(shù)學(xué)院《數(shù)據(jù)科學(xué)與工程算法》

2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個小題，每小題1分，共20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、設(shè)計一個無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，采用藍牙技術(shù)實現(xiàn)短距離數(shù)據(jù)傳輸，傳輸速率不低于1Mbps，有效傳輸距離不小于10米。2、基于通信編碼技術(shù)設(shè)計一個糾錯編碼系統(tǒng)，能夠?qū)鬏數(shù)臄?shù)據(jù)進行編碼和糾錯，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?、利用通信技術(shù)，設(shè)計一個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，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。4、設(shè)一棵完全二叉樹共有700個節(jié)點，則在該二叉樹中有多少個葉子節(jié)點？（）A.350B.349C.351D.無法確定5、設(shè)計一個基于數(shù)字圖像處理技術(shù)的車牌識別系統(tǒng)，能夠?qū)斎氲能囕v圖像進行車牌定位、字符分割和識別，闡述算法流程和實現(xiàn)方法。6、設(shè)計一個基于運放的求和放大器電路，能夠?qū)崿F(xiàn)多個輸入信號的求和運算，增益可調(diào)。7、利用電力電子技術(shù)設(shè)計一個逆變電路，將直流電源轉(zhuǎn)換為交流電源，輸出符合特定要求的電壓和頻率。8、當(dāng)使用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)緩存時，LRU（LeastRecentlyUsed）策略是一種常見的淘汰算法。假設(shè)一個緩存容量有限，需要不斷替換元素。以下關(guān)于LRU策略的實現(xiàn)，哪個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最適合的（）A.棧B.隊列C.哈希表D.雙向鏈表9、設(shè)計一個數(shù)字溫度計，采用熱敏電阻傳感器，能夠測量0℃至100℃的溫度范圍，精度為0.1℃，說明硬件連接和信號處理。10、考慮一個圖書館管理系統(tǒng)，需要存儲圖書的信息，包括書名、作者、ISBN號、借閱狀態(tài)等，并能夠根據(jù)不同的條件進行快速查詢和排序，如按照借閱次數(shù)、出版年份等。為了實現(xiàn)這些功能，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最有效的？（）A.冒泡排序算法結(jié)合數(shù)組B.快速排序算法結(jié)合鏈表C.歸并排序算法結(jié)合二叉樹D.插入排序算法結(jié)合棧11、設(shè)計一個通信系統(tǒng)中的調(diào)制解調(diào)器，能夠?qū)崿F(xiàn)對模擬信號的數(shù)字化調(diào)制（如ASK、FSK、PSK）和相應(yīng)的解調(diào)功能，并分析其性能。12、設(shè)計一個基于數(shù)字信號處理的圖像壓縮系統(tǒng)，能夠?qū)斎雸D像進行高效壓縮，減少存儲空間和傳輸帶寬需求。13、根據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)原理，設(shè)計一個校園無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋方案，確保校園內(nèi)各個區(qū)域都能穩(wěn)定接入無線網(wǎng)絡(luò)。14、設(shè)計一個基于數(shù)字信號處理器（DSP）的音頻均衡器，能夠?qū)Σ煌l段的音頻信號進行增益調(diào)節(jié)。15、設(shè)計一個基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能溫室控制系統(tǒng)，能夠精確控制溫室內(nèi)的環(huán)境參數(shù)，提高作物產(chǎn)量。16、設(shè)計一個正弦波信號發(fā)生器，采用DDS技術(shù)，頻率分辨率達到1Hz，輸出幅度穩(wěn)定，說明工作原理和硬件設(shè)計。17、利用電力電子技術(shù)設(shè)計一個電動汽車電池管理系統(tǒng)，實現(xiàn)電池狀態(tài)監(jiān)測和充放電控制。18、設(shè)計一個基于數(shù)字電路的簡單密碼鎖系統(tǒng)，要求能夠通過輸入正確的數(shù)字密碼解鎖，密碼錯誤時有報警提示，且密碼可修改。19、在樹的遍歷方式中，前序遍歷、中序遍歷和后序遍歷是常見的三種方式。對于這三種遍歷方式，以下描述哪一項是不正確的？（）A.前序遍歷首先訪問根節(jié)點，然后遞歸地遍歷左子樹和右子樹B.中序遍歷首先遞歸地遍歷左子樹，然后訪問根節(jié)點，最后遞歸地遍歷右子樹C.后序遍歷首先遞歸地遍歷左子樹和右子樹，然后訪問根節(jié)點D.對于同一棵樹，無論采用哪種遍歷方式，得到的節(jié)點序列都是相同的20、設(shè)計一個基于霍爾效應(yīng)的磁場測量儀，能夠測量0-1T的磁場強度，精度達到0.01T。二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）詳細說明在圖的存儲優(yōu)化中，如何利用鄰接表和鄰接矩陣的結(jié)合來適應(yīng)不同的操作需求。2、（本題5分）論述在動態(tài)規(guī)劃的問題建模中，如何將實際問題轉(zhuǎn)化為合適的動態(tài)規(guī)劃模型。3、（本題5分）在一個具有n個節(jié)點的二叉搜索樹中，如何查找第k小的元素，給出算法思路和時間復(fù)雜度分析。4、（本題5分）詳細說明選擇排序算法中如何避免不必要的比較。5、（本題5分）詳細說明在一棵二叉樹中，如何進行前序遍歷、中序遍歷和后序遍歷，并分別給出它們的遞歸算法和非遞歸算法的實現(xiàn)思路。三、設(shè)計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）基于字典樹結(jié)構(gòu)，設(shè)計一個程序，用于快速查找和統(tǒng)計文本中出現(xiàn)的不同單詞及其頻率。2、（本題5分）設(shè)計一個算法，用鄰接矩陣表示一個無向圖，判斷圖中是否存在獨立集。3、（本題5分）設(shè)計一個程序，利用樹狀數(shù)組實現(xiàn)對動態(tài)數(shù)據(jù)的快速求和操作。4、（本題5分）設(shè)計一個算法，利用二叉搜索樹存儲學(xué)生的考試科目成績，能夠快速查找特定科目的成績。5、（本題5分）研究跳表在插入操作中隨機層數(shù)生成的策略，對性能的影響及優(yōu)化。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）某在線招聘平臺的簡歷篩選系統(tǒng)需要根據(jù)職位要求對求職者的簡歷進行篩選和匹配。簡歷包括求職者ID、個人信息、教育背景、工作經(jīng)歷、技能證書，職位要求包括職位ID、所需技能、工作經(jīng)驗、學(xué)歷要求。設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲簡歷和職位要求數(shù)據(jù)，實現(xiàn)快速準(zhǔn)確的篩選和匹配，并向招聘者推薦合適的簡歷。2、（本題10分）一個在線游戲的排行榜系統(tǒng)需要對玩家的得分進行實時更新和排名。得分信息以斐波那契堆的形式存儲。請設(shè)計算法實現(xiàn)以下功能：（1）玩家得分增加或減少時更新排名；（2）查找排名前N的玩家；（3）刪除某個玩家的得分記錄；（4）計算排名的平均得分。分析算法的時間