站名：站名：年級專業(yè)：姓名：學(xué)號：凡年級專業(yè)、姓名、學(xué)號錯寫、漏寫或字跡不清者，成績按零分記?！堋狻€…………第1頁，共2頁福州職業(yè)技術(shù)學(xué)院《數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)基礎(chǔ)硬件設(shè)計方向》2024-2025學(xué)年第一學(xué)期期末試卷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)計一個基于PLC的電梯控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)電梯的上升、下降、停靠、開門、關(guān)門等功能，并具備超載報警和故障診斷功能。2、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，排序算法用于將元素按照特定的順序排列。以下關(guān)于排序算法的描述，不正確的是：（）A.冒泡排序通過不斷比較相鄰元素并交換位置，將最大的元素逐步“冒泡”到末尾B.插入排序?qū)⒋判蛟夭迦氲揭雅判虿糠值倪m當(dāng)位置，適用于小規(guī)模數(shù)據(jù)C.快速排序通過選擇一個基準(zhǔn)元素，將數(shù)據(jù)分為兩部分，然后對兩部分分別遞歸排序D.所有排序算法的時間復(fù)雜度在最好、平均和最壞情況下都是相同的，不受數(shù)據(jù)分布的影響3、設(shè)計一個基于運算放大器的電壓比較器電路，能夠比較兩個輸入電壓的大小，并輸出高低電平信號。4、根據(jù)傳感器原理，設(shè)計一個用于智能家居的人體紅外感應(yīng)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)自動開燈、關(guān)空調(diào)等智能控制。5、在一個具有n個節(jié)點的二叉樹中，若每個節(jié)點的度均不超過2，則該二叉樹中葉子節(jié)點的數(shù)量至少為：（）A.n/2B.(n+1)/2C.n-1D.n6、在樹結(jié)構(gòu)中，二叉樹是一種重要的類型。假設(shè)我們正在研究一個滿二叉樹。以下關(guān)于二叉樹的描述，哪一項是不準(zhǔn)確的？（）A.滿二叉樹的葉子節(jié)點都在同一層，且非葉子節(jié)點都有兩個子節(jié)點B.二叉樹的遍歷方式包括前序遍歷、中序遍歷和后序遍歷，它們的時間復(fù)雜度相同C.二叉查找樹的左子樹中的節(jié)點值均小于根節(jié)點值，右子樹中的節(jié)點值均大于根節(jié)點值D.平衡二叉樹在插入和刪除節(jié)點時不需要進(jìn)行調(diào)整，始終保持平衡狀態(tài)7、設(shè)計一個液晶顯示技術(shù)中的視角擴(kuò)展光學(xué)系統(tǒng)，分析視角擴(kuò)展效果和圖像質(zhì)量。8、設(shè)計一個基于FPGA的數(shù)字信號濾波系統(tǒng)，實現(xiàn)FIR和IIR濾波器，參數(shù)可在線調(diào)整。9、考慮一個在線游戲的服務(wù)器端程序，需要實時地處理多個玩家的操作請求，并維護(hù)玩家的狀態(tài)信息，如位置、得分等。由于玩家的操作頻繁且并發(fā)，數(shù)據(jù)需要快速地更新和查詢。在這種情況下，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)最適合用于存儲玩家的狀態(tài)數(shù)據(jù)？（）A.數(shù)組，能夠快速地隨機(jī)訪問元素B.哈希表，通過哈希函數(shù)快速定位玩家的數(shù)據(jù)C.圖，用于表示玩家之間的關(guān)系和交互D.樹狀數(shù)組，高效地支持區(qū)間查詢和更新10、設(shè)計一個音頻信號頻譜分析儀，能夠顯示音頻信號的頻譜圖，給出硬件設(shè)計和頻譜分析算法。11、設(shè)計一個數(shù)字信號處理器（DSP）圖像處理電路，能夠?qū)崿F(xiàn)圖像的濾波、增強等處理功能。12、考慮到一個分布式緩存系統(tǒng)，需要在多個節(jié)點之間同步數(shù)據(jù)，并處理節(jié)點的加入和離開。為了實現(xiàn)可靠的數(shù)據(jù)同步和容錯，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和技術(shù)可能會被用到？（）A.一致性哈希B.分布式鎖C.分布式事務(wù)D.分布式隊列13、想象一個地圖應(yīng)用，需要存儲不同地點之間的距離信息，并能夠快速找到兩個地點之間的最短路徑。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的組合可能是最有效的？（）A.鄰接矩陣結(jié)合深度優(yōu)先搜索算法，能表示完整的圖結(jié)構(gòu)，但對于大規(guī)模圖效率較低B.鄰接表結(jié)合廣度優(yōu)先搜索算法，節(jié)省空間，適合查找最短路徑C.十字鏈表結(jié)合迪杰斯特拉算法，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，實現(xiàn)難度大D.哈希圖結(jié)合A*算法，適用于復(fù)雜的啟發(fā)式搜索，但對簡單地圖可能過于復(fù)雜14、對于一個用數(shù)組實現(xiàn)的隊列，當(dāng)rear指針達(dá)到數(shù)組末尾時，為了實現(xiàn)循環(huán)隊列，需要進(jìn)行什么樣的操作？（）A.rear指針重新指向數(shù)組開頭B.擴(kuò)大數(shù)組容量C.停止入隊操作D.以上都不對15、在有向圖中，拓?fù)渑判蚴且环N重要的操作。拓?fù)渑判蛴糜趯⒂邢驘o環(huán)圖中的頂點排成一個線性序列，使得對于圖中的每條有向邊(u,v)，頂點u在序列中都排在頂點v之前。以下關(guān)于拓?fù)渑判虻拿枋?，錯誤的是：（）A.拓?fù)渑判虻慕Y(jié)果可能不唯一B.有向有環(huán)圖也可以進(jìn)行拓?fù)渑判駽.可以使用深度優(yōu)先搜索或廣度優(yōu)先搜索來實現(xiàn)拓?fù)渑判駾.拓?fù)渑判虺Ｓ糜谌蝿?wù)調(diào)度等問題二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，解釋棧的應(yīng)用場景，如表達(dá)式求值、括號匹配等，給出相應(yīng)的算法步驟和實現(xiàn)代碼。2、（本題5分）詳細(xì)解釋在二叉搜索樹中進(jìn)行查找操作的過程，以及如何保證查找效率的優(yōu)化。3、（本題5分）解釋如何在一個無序數(shù)組中查找第k小的元素，給出至少兩種算法思路。三、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一個大型企業(yè)的人力資源管理系統(tǒng)需要對員工的績效評估和培訓(xùn)記錄進(jìn)行管理。員工信息包括員工編號、姓名、績效評估、培訓(xùn)課程等。這些信息以優(yōu)先隊列的形式存儲。請設(shè)計算法實現(xiàn)以下功能：（1）按照績效評估得分對員工進(jìn)行排序；（2）為績效優(yōu)秀的員工安排優(yōu)先培訓(xùn)課程；（3）刪除離職員工的信息；（4）統(tǒng)計參加過特定培訓(xùn)課程的員工人數(shù)。分析算法的時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。2、（本題5分）在一個銀行的賬戶管理系統(tǒng)中，需要存儲客戶的賬戶信息，包括賬戶ID、客戶姓名、身份證號、賬戶余額、交易記錄等。請設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來管理賬戶數(shù)據(jù)，實現(xiàn)賬戶的快速查詢、存款、取款、轉(zhuǎn)賬操作，并生成交易報表。3、（本題5分）一家超市的庫存管理系統(tǒng)需要記錄商品的庫存信息，包括商品編碼、商品名稱、庫存數(shù)量、進(jìn)貨價格、銷售價格等。請設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲庫存數(shù)據(jù)，實現(xiàn)商品的快速盤點、庫存預(yù)警、進(jìn)貨和銷售操作，并統(tǒng)計商品的利潤。4、（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(jìn)行排序、進(jìn)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。5、（本題5分）某電商平臺需要對商品進(jìn)行分類管理，并支持快速查詢和更新商品信息。請設(shè)計合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲商品分類信息，包括分類名稱、編號、父分類等，并實現(xiàn)添加、刪除、查找和修改分類的操作。同時，考慮如何優(yōu)化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以提高操作的效率。四、設(shè)