裝訂線(xiàn)裝訂線(xiàn)PAGE2第1頁(yè)，共3頁(yè)鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院

《數(shù)據(jù)模型與決策》2023-2024學(xué)年第一學(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、利用電力電子技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)不間斷電源（UPS）系統(tǒng)，在市電中斷時(shí)能夠?yàn)樨?fù)載提供持續(xù)的電力供應(yīng)。2、鏈表是另一種重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，與數(shù)組相比具有不同的特點(diǎn)。以下關(guān)于鏈表的描述，不正確的是：（）A.鏈表中的元素通過(guò)指針鏈接在一起，存儲(chǔ)位置可以是不連續(xù)的，插入和刪除操作只需修改指針，效率較高B.單向鏈表只能從表頭向表尾遍歷，而雙向鏈表可以從表頭和表尾雙向遍歷，更加靈活C.鏈表的查找操作需要從頭節(jié)點(diǎn)依次遍歷，效率相對(duì)較低，但在不知道元素位置的情況下仍能進(jìn)行插入和刪除D.鏈表不需要預(yù)先分配連續(xù)的存儲(chǔ)空間，因此不會(huì)出現(xiàn)存儲(chǔ)空間浪費(fèi)的情況，且其內(nèi)存使用效率總是高于數(shù)組3、設(shè)計(jì)一個(gè)基于STM8的智能車(chē)庫(kù)門(mén)控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)開(kāi)關(guān)、遙控和防夾功能，闡述系統(tǒng)組成和控制策略。4、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的視頻圖像增強(qiáng)系統(tǒng)，能夠?qū)斎氲囊曨l圖像進(jìn)行對(duì)比度增強(qiáng)、亮度調(diào)整等處理。5、利用射頻電路設(shè)計(jì)一個(gè)衛(wèi)星通信接收前端，包括低噪聲放大器、下變頻器等部分，給出性能指標(biāo)和實(shí)現(xiàn)方案。6、假設(shè)要實(shí)現(xiàn)一個(gè)優(yōu)先隊(duì)列，其中元素的優(yōu)先級(jí)可以動(dòng)態(tài)改變，并且能夠快速調(diào)整隊(duì)列的順序。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以滿(mǎn)足這樣的需求？（）A.二叉堆B.斐波那契堆C.二項(xiàng)堆D.左偏樹(shù)7、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用中，圖算法有著廣泛的用途。假設(shè)我們正在使用圖算法解決問(wèn)題。以下關(guān)于圖算法的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.最短路徑算法（如Dijkstra算法和Floyd算法）可以用于求解圖中兩點(diǎn)之間的最短路徑B.最小生成樹(shù)算法（如Prim算法和Kruskal算法）可以用于構(gòu)建圖的最小代價(jià)連通子圖C.拓?fù)渑判蛩惴梢杂糜谂袛嘁粋€(gè)有向圖是否存在環(huán)D.所有的圖算法的時(shí)間復(fù)雜度都相同，與圖的類(lèi)型和規(guī)模無(wú)關(guān)8、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。9、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，棧是一種特殊的線(xiàn)性表，遵循先進(jìn)后出的原則。假設(shè)一個(gè)程序需要對(duì)一系列操作進(jìn)行逆序處理，例如計(jì)算表達(dá)式的值或者實(shí)現(xiàn)函數(shù)調(diào)用的嵌套。以下哪種應(yīng)用場(chǎng)景最適合使用棧這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（）A.按照優(yōu)先級(jí)對(duì)任務(wù)進(jìn)行排序B.存儲(chǔ)一組無(wú)序的整數(shù)并進(jìn)行快速查找C.模擬瀏覽器的前進(jìn)和后退功能D.實(shí)現(xiàn)一個(gè)優(yōu)先隊(duì)列10、堆排序是基于二叉堆數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的排序算法。假設(shè)我們正在使用堆排序?qū)?shù)組進(jìn)行排序。以下關(guān)于堆排序的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.堆排序首先將數(shù)組構(gòu)建成一個(gè)最大堆或最小堆，然后逐步取出堆頂元素并調(diào)整堆B.堆排序的時(shí)間復(fù)雜度為O(nlogn)，空間復(fù)雜度為O(1)C.堆排序在排序過(guò)程中不需要額外的輔助空間，是一種原地排序算法D.堆排序適用于對(duì)大規(guī)模數(shù)據(jù)進(jìn)行排序，但在數(shù)據(jù)量較小時(shí)性能不如其他排序算法11、設(shè)計(jì)一個(gè)基于51單片機(jī)的智能交通燈控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)車(chē)流量自動(dòng)調(diào)整紅綠燈時(shí)間，提高道路通行效率。12、設(shè)計(jì)一個(gè)高速串行通信系統(tǒng)，采用PCIe接口，傳輸速率達(dá)到10Gbps，說(shuō)明硬件實(shí)現(xiàn)和協(xié)議棧。13、設(shè)計(jì)一個(gè)基于微波技術(shù)的車(chē)載雷達(dá)測(cè)速系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確測(cè)量車(chē)輛行駛速度。14、設(shè)計(jì)一個(gè)基于傳感器的智能空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)空氣中的PM2.5、甲醛、TVOC等污染物濃度，并通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)將數(shù)據(jù)上傳到云平臺(tái)。15、二叉搜索樹(shù)是一種具有特殊性質(zhì)的二叉樹(shù)。以下關(guān)于二叉搜索樹(shù)的性質(zhì)，錯(cuò)誤的是（）A.左子樹(shù)上所有節(jié)點(diǎn)的值均小于根節(jié)點(diǎn)的值B.右子樹(shù)上所有節(jié)點(diǎn)的值均大于根節(jié)點(diǎn)的值C.左右子樹(shù)也是二叉搜索樹(shù)D.中序遍歷二叉搜索樹(shù)得到的序列是降序的16、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的數(shù)字頻率計(jì)，能夠測(cè)量輸入信號(hào)的頻率，具有較高的測(cè)量精度和較寬的測(cè)量范圍。17、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字電路的簡(jiǎn)單密碼鎖系統(tǒng)，要求能夠通過(guò)輸入正確的數(shù)字密碼解鎖，密碼錯(cuò)誤時(shí)有報(bào)警提示，且密碼可修改。18、設(shè)計(jì)一個(gè)基于光電二極管和運(yùn)放的光功率測(cè)量系統(tǒng)，能夠測(cè)量不同波長(zhǎng)的光功率。19、紅黑樹(shù)是另一種平衡二叉搜索樹(shù)。對(duì)于紅黑樹(shù)的性質(zhì)和優(yōu)勢(shì)，以下描述哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.紅黑樹(shù)的節(jié)點(diǎn)要么是紅色，要么是黑色，并且通過(guò)一些規(guī)則保持平衡B.紅黑樹(shù)的插入和刪除操作的時(shí)間復(fù)雜度均為O(logn)，相對(duì)較為穩(wěn)定C.紅黑樹(shù)的查找性能不如AVL樹(shù)，因?yàn)槠淦胶庹{(diào)整不如AVL樹(shù)嚴(yán)格D.紅黑樹(shù)在實(shí)際應(yīng)用中比AVL樹(shù)更常見(jiàn)，因?yàn)槠洳迦牒蛣h除操作引起的調(diào)整相對(duì)較少20、在一個(gè)大型企業(yè)的員工管理系統(tǒng)中，需要存儲(chǔ)員工的基本信息，如姓名、工號(hào)、部門(mén)、職位等，并且能夠按照部門(mén)快速查找和統(tǒng)計(jì)員工數(shù)量。為了實(shí)現(xiàn)這樣的功能，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是比較合適的選擇？（）A.字典樹(shù)B.堆C.跳表D.并查集二、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）比較堆排序和選擇排序在穩(wěn)定性方面的差異。2、（本題5分）分析在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，如何利用堆進(jìn)行Top-K問(wèn)題的求解。3、（本題5分）詳細(xì)說(shuō)明如何在一個(gè)無(wú)向圖中進(jìn)行最小生成樹(shù)的Kruskal算法的優(yōu)化，給出算法步驟和實(shí)現(xiàn)代碼，并分析其效果。4、（本題5分）論述如何在一個(gè)圖中使用弗洛伊德算法求解所有頂點(diǎn)對(duì)之間的最短路徑。5、（本題5分）論述在一個(gè)具有n個(gè)元素的鏈表中，如何判斷鏈表是否有環(huán)。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)線(xiàn)段樹(shù)在處理區(qū)間最大值和最小值查詢(xún)時(shí)的不同策略，比較性能。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，在有序鏈表中插入一個(gè)元素，保持鏈表的有序性，分析其時(shí)間復(fù)雜度。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，以二叉樹(shù)的形式表示音樂(lè)播放列表的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)歌曲的查找和播放順序調(diào)整功能。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使用拓?fù)渑判蛩惴ㄅ袛嘟o定有向圖是否存在有向環(huán)，輸出判斷結(jié)果。5、（本題5分）基于字典樹(shù)和深度優(yōu)先搜索算法，設(shè)計(jì)一個(gè)程序，找出一個(gè)有向圖中所有的入度為零的節(jié)點(diǎn)。四、綜合題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）一家在線(xiàn)醫(yī)療平臺(tái)需要管理患者的病歷信息、診斷結(jié)果和治療方案。病歷信息包括患者ID、基本信息、癥狀描述，診斷結(jié)果包括診斷ID、患者ID、診斷結(jié)論，治療方案包括方案ID、患者ID、治療步驟。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)這些醫(yī)療數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)患者信息的快速查詢(xún)、診斷結(jié)果的對(duì)比分析、治療方案的跟蹤，并保障數(shù)據(jù)的安全性和隱私性。2、（本題10分）一個(gè)學(xué)校的社團(tuán)管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)社團(tuán)的信息，如社團(tuán)編號(hào)、社團(tuán)名稱(chēng)、社團(tuán)負(fù)責(zé)人、社團(tuán)成員名單、活動(dòng)安排等。系統(tǒng)要支持快速查找特定社團(tuán)、按照社團(tuán)成員數(shù)量對(duì)社團(tuán)進(jìn)行排序、社團(tuán)納新和退社操作、修改社團(tuán)活動(dòng)安排。請(qǐng)選擇恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)