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頁泉州海洋職業(yè)學院《數(shù)據(jù)科學與工程基礎(chǔ)》

2023-2024學年第一學期期末試卷院(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15個小題，每小題2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、設(shè)計一個衛(wèi)星通信系統(tǒng)中上行鏈路和下行鏈路的功率分配方案，考慮鏈路預算和干擾情況。2、設(shè)計一個數(shù)字頻率計自動測量電路，能夠自動測量輸入信號的頻率，并將測量結(jié)果顯示出來。3、設(shè)計一個基于單片機的溫度監(jiān)測與控制系統(tǒng)，能夠?qū)崟r采集環(huán)境溫度，當溫度超過設(shè)定閾值時，啟動相應的降溫或升溫設(shè)備。4、在選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時，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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的可擴展性和靈活性在某些情況下也需要納入考慮5、設(shè)計一個數(shù)字溫度計，采用熱電偶傳感器，能夠測量-50℃至150℃的溫度范圍，精度為0.5℃，說明硬件連接和信號調(diào)理。6、插入排序也是一種基本的排序算法。關(guān)于插入排序的特點，以下描述正確的是：（）A.插入排序在每次迭代中，將待排序元素插入到已排序部分的合適位置B.插入排序在最壞情況下的時間復雜度為O(nlogn)，優(yōu)于冒泡排序C.插入排序是一種不穩(wěn)定的排序算法，可能改變相同元素的相對順序D.插入排序適用于大規(guī)模數(shù)據(jù)的排序，效率很高7、假設(shè)要實現(xiàn)一個可以動態(tài)調(diào)整大小的有序數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并且支持高效的插入、刪除和查找操作，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最合適的？（）A.平衡二叉搜索樹，如AVL樹或紅黑樹，能保持平衡，操作效率高B.鏈表，插入和刪除方便，但查找效率低C.數(shù)組，動態(tài)調(diào)整大小復雜，且插入和刪除操作可能導致大量元素移動D.棧，不符合有序和動態(tài)調(diào)整的要求8、使用集成電路設(shè)計一個DAC轉(zhuǎn)換器，給出轉(zhuǎn)換分辨率和建立時間等性能指標，并進行電路設(shè)計和測試。9、已知一個完全二叉樹的節(jié)點總數(shù)為n，若其深度為h（根節(jié)點所在層為1），則以下關(guān)于h的表達式正確的是？（）A.log2(n)B.log2(n)+1C.floor(log2(n))D.floor(log2(n))+110、設(shè)計一個衛(wèi)星導航系統(tǒng)中的衛(wèi)星軌道參數(shù)計算和預測模塊，分析軌道精度。11、跳表是一種可以替代平衡樹的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。假設(shè)我們正在使用跳表進行數(shù)據(jù)存儲。以下關(guān)于跳表的描述，哪一項是不準確的？（）A.跳表通過隨機增加索引層次來提高查找效率B.插入和刪除操作可能會影響跳表的索引結(jié)構(gòu)，需要進行相應的調(diào)整C.跳表的平均查找、插入和刪除時間復雜度均為O(logn)D.跳表的空間復雜度比平衡樹低，更適合內(nèi)存緊張的場景12、設(shè)計一個通信系統(tǒng)中的分集接收方案，分析分集合并方式對系統(tǒng)性能的影響。13、運用集成電路工藝，設(shè)計一款用于無人機的飛行控制芯片，具備穩(wěn)定的姿態(tài)控制和導航功能。14、設(shè)計一個基于單片機的智能車位引導系統(tǒng)，能夠?qū)崟r顯示停車場內(nèi)的車位占用情況，并引導車輛快速找到空閑車位。15、設(shè)計一個基于DSP的語音信號處理系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)語音的采集、濾波和壓縮編碼，闡述系統(tǒng)框架和算法實現(xiàn)。二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）論述AVL樹的平衡調(diào)整操作對樹的結(jié)構(gòu)和性能的長期影響。2、（本題5分）闡述并查集中如何通過路徑分裂進一步優(yōu)化查詢性能。3、（本題5分）論述AVL樹和紅黑樹在內(nèi)存管理方面的差異和考慮因素。三、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一個在線圖書館的書籍借閱系統(tǒng)需要對書籍的借閱情況和讀者信息進行管理。書籍信息包括書籍編號、書名、作者、借閱狀態(tài)等，讀者信息包括讀者編號、姓名、借閱記錄等。這些信息以并查集的形式存儲。請設(shè)計算法實現(xiàn)以下功能：（1）讀者借閱書籍；（2）讀者歸還書籍；（3）查詢某本書是否可借；（4）統(tǒng)計某讀者的借閱次數(shù)。分析算法的時間復雜度和空間復雜度。2、（本題5分）某醫(yī)院的藥品庫存管理系統(tǒng)需要存儲藥品信息，如藥品編號、藥品名稱、藥品規(guī)格、庫存數(shù)量、有效期等。系統(tǒng)要能夠快速查找特定藥品、按照庫存數(shù)量對藥品進行排序、進行藥品的入庫和出庫操作、提醒即將過期藥品。請設(shè)計合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，并提供代碼實現(xiàn)和性能分析。3、（本題5分）一個在線游戲的玩家信息管理系統(tǒng)需要存儲玩家的信息，如玩家編號、玩家昵稱、游戲等級、游戲積分、在線狀態(tài)等。系統(tǒng)要實現(xiàn)快速查找特定玩家、按照游戲積分對玩家進行排名、新增玩家、刪除玩家以及更新玩家的在線狀態(tài)和游戲等級。請確定合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細說明算法和代碼實現(xiàn)，同時討論性能優(yōu)化策略。4、（本題5分）一個電商網(wǎng)站的商品評論管理系統(tǒng)需要存儲商品評論信息，包括評論編號、商品編號、評論內(nèi)容、評論者、評論時間等。系統(tǒng)要實現(xiàn)快速查找特定商品的評論、按照評論時間對評論進行排序、新增評論、刪除不良評論。請確定合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細闡述算法和代碼實現(xiàn)，同時討論性能優(yōu)化策略。5、（本題5分）一個倉庫的貨物分類管理系統(tǒng)需要對不同類型的貨物進行分類存儲和管理，包括貨物編號、貨物名稱、貨物類別、貨物數(shù)量、存放位置等信息。系統(tǒng)要支持快速查找特定類別貨物、按照貨物數(shù)量對貨物進行排序、新增貨物類別、修改貨物信息、刪除貨物。請選擇恰當?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細說明算法和代碼實現(xiàn)，以及性能分析。四、設(shè)計題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）設(shè)