學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁江海職業(yè)技術(shù)學(xué)院

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法（Python）》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共25個(gè)小題，每小題1分，共25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、在選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時(shí)，需要考慮多種因素。以下關(guān)于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)選擇的考慮因素，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.數(shù)據(jù)的規(guī)模和操作的頻繁程度會(huì)影響數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的選擇B.對(duì)數(shù)據(jù)的訪問方式（如隨機(jī)訪問、順序訪問）也是選擇的重要因素C.空間效率通常比時(shí)間效率更重要，應(yīng)優(yōu)先考慮節(jié)省存儲(chǔ)空間D.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的可擴(kuò)展性和靈活性在某些情況下也需要納入考慮2、設(shè)計(jì)一個(gè)基于模擬積分器和比較器的電壓-頻率轉(zhuǎn)換器（VFC），分析其性能特點(diǎn)。3、設(shè)計(jì)一個(gè)基于霍爾效應(yīng)的磁場(chǎng)測(cè)量?jī)x，能夠測(cè)量0-1T的磁場(chǎng)強(qiáng)度，精度達(dá)到0.01T。4、設(shè)計(jì)一個(gè)基于PLC的電梯控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)電梯的上升、下降、?？?、開門、關(guān)門等功能，并具備超載報(bào)警和故障診斷功能。5、設(shè)計(jì)一個(gè)基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的地下停車場(chǎng)智能照明系統(tǒng)，根據(jù)車輛和人員活動(dòng)自動(dòng)控制燈光。6、哈希表的裝填因子越大，發(fā)生沖突的可能性就越大。假設(shè)一個(gè)哈希表的容量為10，當(dāng)前存儲(chǔ)了8個(gè)元素，裝填因子是多少？（）A.0.8B.0.2C.8D.27、設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的無線充電發(fā)射端電路，能夠?yàn)榻邮赵O(shè)備提供穩(wěn)定的無線充電功率，給出電路設(shè)計(jì)和效率分析。8、設(shè)計(jì)一個(gè)基于DSP的語音信號(hào)處理系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)語音的采集、濾波和壓縮編碼，闡述系統(tǒng)框架和算法實(shí)現(xiàn)。9、設(shè)計(jì)一個(gè)電子血壓計(jì)數(shù)據(jù)分析與預(yù)警電路，能夠?qū)ρ獕河?jì)測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，當(dāng)血壓異常時(shí)發(fā)出預(yù)警信號(hào)。10、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字信號(hào)調(diào)制解調(diào)高速電路，能夠?qū)崿F(xiàn)更高的數(shù)據(jù)傳輸速率，提高通信效率。11、利用射頻技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)藍(lán)牙音頻耳機(jī)，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的無線音頻傳輸和控制功能。12、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字溫度計(jì)液位計(jì)擴(kuò)展電路，能夠增加溫度計(jì)液位計(jì)的測(cè)量精度和穩(wěn)定性，并且具有遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)功能。13、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)科學(xué)中重要的研究領(lǐng)域，它對(duì)程序的性能和效率有著關(guān)鍵影響。以下關(guān)于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的描述，錯(cuò)誤的是：（）A.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是指相互之間存在一種或多種特定關(guān)系的數(shù)據(jù)元素的集合B.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)主要研究數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)以及對(duì)數(shù)據(jù)的操作C.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)只關(guān)注數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方式，不考慮數(shù)據(jù)的處理效率D.選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以提高程序的運(yùn)行速度和節(jié)省存儲(chǔ)空間14、設(shè)計(jì)一個(gè)基于DSP的圖像去噪系統(tǒng)，能夠去除圖像中的高斯噪聲和椒鹽噪聲，闡述算法原理和代碼實(shí)現(xiàn)。15、在一個(gè)分布式系統(tǒng)中，多個(gè)節(jié)點(diǎn)需要共享和同步數(shù)據(jù)，同時(shí)要處理數(shù)據(jù)的沖突和一致性問題。為了實(shí)現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)共享和一致性維護(hù)，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和技術(shù)可能是最關(guān)鍵的？（）A.分布式哈希表和一致性哈希算法B.分布式鏈表和鎖機(jī)制C.分布式隊(duì)列和消息傳遞D.分布式棧和版本控制16、設(shè)計(jì)一個(gè)用于醫(yī)療成像設(shè)備的信號(hào)采集系統(tǒng)，如CT、MRI等，能夠?qū)崿F(xiàn)高速、高精度的數(shù)據(jù)采集，給出系統(tǒng)架構(gòu)和接口設(shè)計(jì)。17、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的智能家居控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)燈光、窗簾、空調(diào)等設(shè)備的遠(yuǎn)程控制和智能管理。18、設(shè)計(jì)一個(gè)基于編碼器和控制器的數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)精確的位置控制。19、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ARMCortex-M7的電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器，支持無刷直流電機(jī)和永磁同步電機(jī)，給出控制算法和硬件接口。20、假設(shè)正在設(shè)計(jì)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)爬蟲程序，需要存儲(chǔ)已經(jīng)訪問過的網(wǎng)頁URL，并快速判斷一個(gè)新的URL是否已經(jīng)被訪問過。由于需要處理大量的URL，內(nèi)存使用效率也很重要。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)最適合用于解決這個(gè)問題？（）A.集合，快速判斷元素是否存在B.鏈表，順序存儲(chǔ)訪問過的URLC.棧，按照訪問順序存儲(chǔ)URLD.隊(duì)列，先進(jìn)先出地處理URL21、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字通信中均衡器訓(xùn)練和跟蹤模式的切換策略，分析對(duì)系統(tǒng)性能的影響。22、運(yùn)用集成電路設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)一款用于電動(dòng)汽車的電池管理芯片，具備電池狀態(tài)監(jiān)測(cè)、充電控制和均衡功能。23、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的數(shù)字信號(hào)解調(diào)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)ASK、FSK、PSK等調(diào)制信號(hào)的解調(diào)。24、設(shè)計(jì)一個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的接收模塊，能夠接收并解析衛(wèi)星信號(hào)，計(jì)算定位信息，評(píng)估定位精度。25、設(shè)計(jì)一個(gè)用于智能手機(jī)的充電管理電路，支持快充和普通充電模式，具備過壓、過流和過熱保護(hù)功能，闡述電路原理和芯片選型。二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）闡述如何在一個(gè)具有n個(gè)元素的雙向鏈表中，進(jìn)行查找操作，并分析其時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。2、（本題5分）在一個(gè)具有n個(gè)元素的有序鏈表和有序數(shù)組中，分別說明如何進(jìn)行合并操作，給出算法步驟和時(shí)間復(fù)雜度分析。3、（本題5分）解釋線段樹在處理多個(gè)區(qū)間操作時(shí)的合并策略和優(yōu)化方法。4、（本題5分）解釋如何將一個(gè)有序鏈表和一個(gè)無序鏈表合并成一個(gè)有序鏈表，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)基于鏈地址法解決沖突的哈希表，實(shí)現(xiàn)插入、查找和刪除操作。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)算法，構(gòu)建一棵二叉搜索樹，實(shí)現(xiàn)插入、刪除節(jié)點(diǎn)和查找特定值的功能，并分析其平均查找長度。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)算法，在一個(gè)帶權(quán)無向圖中找出兩個(gè)頂點(diǎn)之間的次短路徑。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)一個(gè)電商網(wǎng)站的商品評(píng)價(jià)關(guān)鍵詞提取信息，支持關(guān)鍵詞的統(tǒng)計(jì)和分析。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，計(jì)算給定帶權(quán)無向圖中所有頂點(diǎn)對(duì)之間路徑長度的方差，輸出方差。四、綜合題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）一個(gè)在線投票系統(tǒng)需要對(duì)投票項(xiàng)目和投票人的選擇進(jìn)行管理。投票項(xiàng)目信息包括項(xiàng)目編號(hào)、項(xiàng)目名稱、選項(xiàng)等，投票人信息包括投票人編號(hào)、選擇的選項(xiàng)等。這些信息以線段樹的形式存儲(chǔ)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）統(tǒng)計(jì)某個(gè)投票項(xiàng)目各個(gè)選項(xiàng)的票數(shù)；（2）新增一個(gè)投票項(xiàng)目；（3）修改投票人的選擇；（4）查詢票數(shù)最多的選項(xiàng)。分析算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。2、（本題10分）某電商平臺(tái)的商品推薦系統(tǒng)需要根據(jù)用戶的瀏覽和購買歷史為用戶推薦商品。系統(tǒng)需要存儲(chǔ)用戶的行為數(shù)據(jù)，包括用戶編號(hào)、商品編號(hào)、瀏覽時(shí)間、購買時(shí)間等。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，能夠快速分析用戶行為，為用戶生成個(gè)性化的商品推薦，并給出代碼實(shí)現(xiàn)和性能評(píng)估。