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2頁(yè)，共2頁(yè)四川希望汽車(chē)職業(yè)學(xué)院

《數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共30個(gè)小題，每小題1分，共30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)基于藍(lán)牙模塊的智能體重秤，能夠測(cè)量體重、體脂率、肌肉量等身體指標(biāo)，并將數(shù)據(jù)上傳至云端。2、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的發(fā)展中，不斷有新的研究成果和應(yīng)用出現(xiàn)。以下關(guān)于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)發(fā)展趨勢(shì)的描述，不正確的是：（）A.隨著數(shù)據(jù)量的不斷增大和處理需求的日益復(fù)雜，對(duì)高效數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的研究將持續(xù)進(jìn)行B.結(jié)合硬件特性，如多核處理器、GPU等，優(yōu)化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的并行處理能力是一個(gè)重要方向C.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)將越來(lái)越復(fù)雜和難以理解，只有專(zhuān)業(yè)的研究人員才能掌握和應(yīng)用D.跨領(lǐng)域的應(yīng)用，如生物信息學(xué)、金融工程等，將推動(dòng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新和發(fā)展3、在一個(gè)具有n個(gè)節(jié)點(diǎn)的二叉樹(shù)中，若每個(gè)節(jié)點(diǎn)的度均不超過(guò)2，則該二叉樹(shù)中葉子節(jié)點(diǎn)的數(shù)量至少為：（）A.n/2B.(n+1)/2C.n-1D.n4、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的數(shù)字信號(hào)加密解密系統(tǒng)，采用對(duì)稱或非對(duì)稱加密算法。5、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字圖像處理的目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)，能夠在視頻中實(shí)時(shí)跟蹤特定目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)軌跡。6、根據(jù)傳感器技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)用于水質(zhì)監(jiān)測(cè)的生物傳感器系統(tǒng)，能夠檢測(cè)水中特定生物標(biāo)志物的濃度。7、考慮一個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的處理系統(tǒng)，需要按照數(shù)據(jù)包到達(dá)的先后順序進(jìn)行處理，同時(shí)能夠在任意時(shí)刻獲取最早到達(dá)的數(shù)據(jù)包。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以滿足這種需求？（）A.優(yōu)先隊(duì)列，根據(jù)優(yōu)先級(jí)處理數(shù)據(jù)包B.鏈表，順序存儲(chǔ)數(shù)據(jù)包C.棧，先進(jìn)后出處理數(shù)據(jù)包D.環(huán)形隊(duì)列，實(shí)現(xiàn)先進(jìn)先出且循環(huán)利用空間8、采用模擬電子技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)高精度電流源，提供穩(wěn)定的輸出電流，具有良好的負(fù)載調(diào)整率。9、棧是一種特殊的線性表，遵循特定的操作原則。以下關(guān)于棧的描述，不準(zhǔn)確的是：（）A.棧的操作遵循后進(jìn)先出（LIFO）原則，即最后入棧的元素最先出棧B.可以用數(shù)組或鏈表來(lái)實(shí)現(xiàn)棧，常見(jiàn)的操作有入棧、出棧和獲取棧頂元素C.棧在函數(shù)調(diào)用、表達(dá)式求值、括號(hào)匹配等場(chǎng)景中有廣泛應(yīng)用D.棧的大小是無(wú)限的，可以隨意入棧元素，不需要考慮棧滿的情況10、設(shè)計(jì)一個(gè)具有電源管理功能的集成電路，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)不同電源軌的監(jiān)控和控制，給出電路設(shè)計(jì)和功能驗(yàn)證。11、使用單片機(jī)設(shè)計(jì)一個(gè)智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，能夠檢測(cè)火災(zāi)跡象并及時(shí)發(fā)出警報(bào)和通知相關(guān)人員。12、設(shè)計(jì)一個(gè)太陽(yáng)能充電器電路，能夠?qū)⑻?yáng)能轉(zhuǎn)換為電能，為手機(jī)、平板電腦等設(shè)備充電，輸出電壓為5V。13、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻均衡器，能夠?qū)Σ煌l段的音頻信號(hào)進(jìn)行增益調(diào)節(jié)，給出系統(tǒng)方案和濾波器設(shè)計(jì)。14、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字信號(hào)調(diào)制解調(diào)電路，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字信號(hào)的調(diào)制和解調(diào)，調(diào)制方式為ASK、FSK、PSK等。15、設(shè)計(jì)一個(gè)無(wú)線通信模塊低功耗電路，能夠降低無(wú)線通信模塊的功耗，延長(zhǎng)電池壽命。16、在排序算法中，選擇排序是一種簡(jiǎn)單的排序方法，以下關(guān)于選擇排序的描述，正確的是：（）A.選擇排序在每一輪選擇未排序部分的最小元素，與當(dāng)前位置的元素交換B.選擇排序在最好和最壞情況下的時(shí)間復(fù)雜度都是O(nlogn)C.選擇排序是一種穩(wěn)定的排序算法，不會(huì)改變相同元素的相對(duì)順序D.選擇排序的空間復(fù)雜度較高，需要額外的大量輔助空間17、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ARM的嵌入式系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)視頻采集和編碼，存儲(chǔ)到SD卡中，闡述系統(tǒng)架構(gòu)和軟件實(shí)現(xiàn)流程。18、根據(jù)傳感器技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)用于工業(yè)環(huán)境的粉塵濃度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，及時(shí)預(yù)警粉塵超標(biāo)情況。19、在一個(gè)圖的表示和處理中，如果圖的邊數(shù)相對(duì)較少，并且需要快速判斷兩個(gè)頂點(diǎn)之間是否存在邊，以下哪種圖的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)可能是最優(yōu)的？（）A.鄰接矩陣，直觀表示頂點(diǎn)之間的關(guān)系B.鄰接表，節(jié)省存儲(chǔ)空間C.十字鏈表，方便進(jìn)行頂點(diǎn)和邊的操作D.邊集數(shù)組，集中存儲(chǔ)邊的信息20、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙低能耗（BLE）技術(shù)的健康監(jiān)測(cè)手環(huán)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)心率、血壓、運(yùn)動(dòng)步數(shù)等健康數(shù)據(jù)，并傳輸?shù)绞謾C(jī)端。21、設(shè)計(jì)一個(gè)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)電路，能夠采集環(huán)境數(shù)據(jù)并通過(guò)無(wú)線方式傳輸?shù)街行墓?jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)具有低功耗和自組網(wǎng)功能。22、在排序算法中，冒泡排序是一種簡(jiǎn)單的排序方法。以下關(guān)于冒泡排序的描述，錯(cuò)誤的是：（）A.冒泡排序通過(guò)不斷比較相鄰元素并交換位置來(lái)實(shí)現(xiàn)排序B.冒泡排序在最壞情況下的時(shí)間復(fù)雜度為O(n^2)C.冒泡排序是一種穩(wěn)定的排序算法D.冒泡排序每次都能將最大的元素移動(dòng)到數(shù)組的末尾23、設(shè)計(jì)一個(gè)光纖通信系統(tǒng)中光纖的選型方案，考慮傳輸距離、帶寬和成本等因素，進(jìn)行性能和成本評(píng)估。24、設(shè)計(jì)一個(gè)基于鎖相環(huán)（PLL）的頻率合成器，輸出頻率范圍為100kHz至1GHz，頻率分辨率小于1kHz，給出電路結(jié)構(gòu)和參數(shù)計(jì)算過(guò)程。25、假設(shè)正在開(kāi)發(fā)一個(gè)文本編輯器，需要支持撤銷(xiāo)和重做操作。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以方便地實(shí)現(xiàn)這一功能？（）A.棧，存儲(chǔ)操作歷史B.隊(duì)列，按順序記錄操作C.數(shù)組，直接存儲(chǔ)操作信息D.二叉搜索樹(shù)，快速查找操作記錄26、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)、組織數(shù)據(jù)的方式。在眾多的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，線性表是一種基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。線性表具有多種存儲(chǔ)方式，如順序存儲(chǔ)和鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)。順序存儲(chǔ)的線性表在插入和刪除元素時(shí)，可能會(huì)面臨較大的移動(dòng)操作。假設(shè)一個(gè)順序存儲(chǔ)的線性表已經(jīng)存儲(chǔ)了大量元素，現(xiàn)在需要在中間位置插入一個(gè)新元素，以下關(guān)于這種操作的描述，正確的是：（）A.插入操作的時(shí)間復(fù)雜度為O(1)B.插入操作的時(shí)間復(fù)雜度為O(n)C.插入操作無(wú)需移動(dòng)元素D.插入操作的時(shí)間復(fù)雜度與元素個(gè)數(shù)無(wú)關(guān)27、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的視頻壓縮編碼系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)H.264或H.265編碼，給出硬件設(shè)計(jì)和資源利用。28、設(shè)計(jì)一個(gè)基于光電二極管的光強(qiáng)測(cè)量系統(tǒng)，能夠測(cè)量不同波長(zhǎng)的光強(qiáng)，精度達(dá)到0.1μW/cm2。29、在一個(gè)需要對(duì)電話號(hào)碼進(jìn)行存儲(chǔ)和快速檢索的場(chǎng)景中，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最優(yōu)的選擇？（）A.二叉搜索樹(shù)，按照電話號(hào)碼的數(shù)字大小進(jìn)行存儲(chǔ)和查找B.哈希表，通過(guò)合適的哈希函數(shù)可以快速定位電話號(hào)碼C.跳表，提供了較好的查找性能，但實(shí)現(xiàn)相對(duì)復(fù)雜D.線段樹(shù)，主要用于區(qū)間操作，不適合電話號(hào)碼檢索30、利用數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字頻率合成器，能夠產(chǎn)生高精度、高穩(wěn)定性的頻率信號(hào)。二、綜合題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一個(gè)大型企業(yè)的人力資源管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)員工的基本信息、工作經(jīng)歷、培訓(xùn)記錄和績(jī)效考核等。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)組織這些數(shù)據(jù)，以便能夠快速地查詢員工信息、生成各類(lèi)報(bào)表，并支持員工信息的更新和刪除操作。2、（本題5分）一個(gè)在線家居設(shè)計(jì)平臺(tái)需要存儲(chǔ)家具模型、用戶設(shè)計(jì)方案和材料清單。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)方便用戶設(shè)計(jì)和修改方案，并生成報(bào)價(jià)單。3、（本題5分）一個(gè)學(xué)校的教師教學(xué)評(píng)價(jià)管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)教師評(píng)價(jià)信息，如教師編號(hào)、教師姓名、評(píng)價(jià)課程、評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)、評(píng)價(jià)內(nèi)容等。系統(tǒng)要能夠快速查找特定教師的評(píng)價(jià)、按照評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)對(duì)教師進(jìn)行排序、新增評(píng)價(jià)、修改評(píng)價(jià)以及刪除評(píng)價(jià)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，并給出代碼實(shí)現(xiàn)和性能分析。4、（本題5分）某電商平臺(tái)需要對(duì)商品的銷(xiāo)售數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理。銷(xiāo)售數(shù)據(jù)包括商品編號(hào)、銷(xiāo)售數(shù)量、銷(xiāo)售日期等信息。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)這些數(shù)據(jù)，并實(shí)現(xiàn)以下功能：快速查找特定商品在某段時(shí)間內(nèi)的銷(xiāo)售總量；按照銷(xiāo)售數(shù)量對(duì)商品進(jìn)行排序；能夠方便地插入和刪除銷(xiāo)售記錄。請(qǐng)?jiān)敿?xì)描述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的選擇、算法設(shè)計(jì)以及代碼實(shí)現(xiàn)。5、（本題5分）一個(gè)在線健身課程平臺(tái)需要管理課程視頻、學(xué)員的學(xué)習(xí)進(jìn)度、打卡記錄和教練評(píng)價(jià)。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)優(yōu)化用戶體驗(yàn)和課程管理。三、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）詳細(xì)論述在一個(gè)具有n個(gè)元素的棧中，如何實(shí)現(xiàn)括號(hào)匹配的檢查算法，并舉例說(shuō)明。2、（本題5分）論述跳表在分布式環(huán)境下的應(yīng)用和面臨的挑戰(zhàn)。3、（本題5分）詳細(xì)闡述在拓?fù)渑判虻腻e(cuò)誤處理中，如何檢測(cè)和處理圖中存在