裝訂線裝訂線PAGE2第1頁(yè)，共2頁(yè)青島大學(xué)《數(shù)據(jù)可視化方法與實(shí)踐》2024-2025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)一二三四總分得分批閱人一、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、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字信號(hào)處理器（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、編碼和傳輸功能。2、在一個(gè)最小堆中，刪除堆頂元素后，需要重新調(diào)整堆以保持其性質(zhì)。以下哪種操作是正確的？（）A.將最后一個(gè)元素移到堆頂，然后向下調(diào)整B.將第一個(gè)元素移到末尾，然后向上調(diào)整C.重新構(gòu)建整個(gè)堆D.不進(jìn)行任何操作3、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻前置放大器電路，具有低噪聲和高增益，給出電路結(jié)構(gòu)和參數(shù)選擇。4、設(shè)計(jì)一個(gè)正弦波信號(hào)發(fā)生器，輸出頻率在1kHz至100kHz連續(xù)可調(diào)，采用集成運(yùn)放實(shí)現(xiàn)，說明電路結(jié)構(gòu)和調(diào)試方法。5、設(shè)計(jì)一個(gè)基于陀螺儀和加速度計(jì)的姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)獲取物體的姿態(tài)信息。6、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ARMCortex-M系列的低功耗手持設(shè)備，實(shí)現(xiàn)特定的功能如計(jì)步、心率監(jiān)測(cè)等，描述設(shè)備的硬件選型和軟件優(yōu)化。7、考慮一個(gè)搜索引擎的索引構(gòu)建過程，需要對(duì)大量的網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容進(jìn)行分詞、索引和存儲(chǔ)，以便能夠快速地根據(jù)用戶的查詢關(guān)鍵詞返回相關(guān)的網(wǎng)頁(yè)。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法常用于搜索引擎的索引構(gòu)建和查詢處理？（）A.倒排索引和分詞算法B.正排索引和冒泡排序C.索引鏈表和選擇排序D.索引數(shù)組和插入排序8、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。9、設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的光通信收發(fā)模塊，工作波長(zhǎng)為850nm，傳輸速率為1Gbps，說明模塊的組成和關(guān)鍵技術(shù)。10、利用電力電子技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)光伏逆變器，將太陽能板產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)換為交流電并入電網(wǎng)。11、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）的音頻均衡器，能夠?qū)Σ煌l段的音頻信號(hào)進(jìn)行增益調(diào)整，改善音質(zhì)。12、設(shè)計(jì)一個(gè)基于PLC的工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃、動(dòng)作控制和故障診斷功能。13、想象一個(gè)需要快速判斷一個(gè)字符串是否為回文的場(chǎng)景。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.利用棧將字符串逆序，然后與原字符串比較B.使用雙指針從字符串兩端向中間移動(dòng)進(jìn)行比較C.將字符串存儲(chǔ)在樹中，進(jìn)行遍歷比較D.通過哈希函數(shù)計(jì)算字符串的特征值進(jìn)行判斷14、假設(shè)正在實(shí)現(xiàn)一個(gè)文件系統(tǒng)，需要快速查找文件的目錄信息，并且支持文件和目錄的添加、刪除和修改操作。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最適合用于存儲(chǔ)目錄結(jié)構(gòu)的？（）A.平衡二叉樹，保持查找效率平衡B.紅黑樹，自平衡的二叉搜索樹C.B樹，適合外存存儲(chǔ)和大量數(shù)據(jù)查找D.哈希表，快速定位目錄項(xiàng)15、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙5.2技術(shù)的智能手環(huán)，具備健康監(jiān)測(cè)、運(yùn)動(dòng)追蹤和消息提醒功能。16、設(shè)計(jì)一個(gè)基于CCD圖像傳感器的圖像采集系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)高速圖像采集和數(shù)據(jù)傳輸，說明系統(tǒng)硬件組成和接口電路。17、在圖的存儲(chǔ)中，鄰接多重表常用于無向圖的存儲(chǔ)。以下關(guān)于鄰接多重表的優(yōu)點(diǎn)，描述錯(cuò)誤的是（）A.便于刪除和插入邊B.節(jié)省存儲(chǔ)空間C.便于判斷兩個(gè)頂點(diǎn)之間是否有邊D.對(duì)有向圖的存儲(chǔ)效果更好18、對(duì)于一個(gè)具有n個(gè)節(jié)點(diǎn)的二叉搜索樹，其平均查找長(zhǎng)度的期望值在什么量級(jí)？（）A.O(1)B.O(logn)C.O(n)D.O(nlogn)19、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的數(shù)字濾波器，實(shí)現(xiàn)低通、高通、帶通和帶阻濾波功能，給出設(shè)計(jì)過程和資源利用分析。20、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字信號(hào)處理中IIR濾波器和FIR濾波器的性能比較方案，在相同條件下分析濾波效果和資源消耗。21、使用單片機(jī)設(shè)計(jì)一個(gè)智能煙霧報(bào)警器，能夠靈敏檢測(cè)煙霧并及時(shí)發(fā)出警報(bào)。22、插入排序也是一種簡(jiǎn)單的排序算法，它將未排序的元素逐個(gè)插入到已排序的部分中。在平均情況下，插入排序的時(shí)間復(fù)雜度為：（）A.O(n)B.O(nlogn)C.O(n^2)D.O(logn)23、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的性能評(píng)估中，除了時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度，平均情況下的性能也是重要的考慮因素。假設(shè)一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在大多數(shù)情況下操作效率很高，但在某些特殊輸入下性能急劇下降。以下關(guān)于這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的評(píng)價(jià)，哪個(gè)是合理的（）A.是一種優(yōu)秀的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，因?yàn)榇蠖鄶?shù)情況性能好B.不是一種好的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，因?yàn)榇嬖谛阅芷款iC.需要根據(jù)具體應(yīng)用場(chǎng)景來判斷其優(yōu)劣D.以上評(píng)價(jià)都不準(zhǔn)確24、利用模擬電路技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)用于舞臺(tái)燈光控制的調(diào)光器，能夠?qū)崿F(xiàn)燈光的平滑調(diào)節(jié)和多種燈光效果。25、設(shè)計(jì)一個(gè)太陽能充電器電路，能夠?qū)⑻柲苻D(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。二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）論述在最短路徑算法的并行化實(shí)現(xiàn)中，如何劃分任務(wù)和協(xié)調(diào)計(jì)算以提高效率。2、（本題5分）詳細(xì)闡述在具有n個(gè)頂點(diǎn)的圖中，如何使用迪杰斯特拉（Dijkstra）算法求解每對(duì)頂點(diǎn)之間的最短路徑，并分析其時(shí)間復(fù)雜度。3、（本題5分）解釋圖的連通分量是什么，以及如何找出一個(gè)圖的所有連通分量。4、（本題5分）論述在最短路徑算法的變種中，如限制條件下的最短路徑（如限制經(jīng)過的節(jié)點(diǎn)數(shù)），如何求解。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)后綴樹在圖像處理中的潛在應(yīng)用算法，分析其可行性和效果。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)算法，用鄰接矩陣表示一個(gè)有向圖，計(jì)算圖中頂點(diǎn)的入度拓?fù)渑判蛐蛄小?、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)算法，利用二叉樹結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)一組浮點(diǎn)數(shù)的平衡插入和刪除。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使用紅黑樹存儲(chǔ)學(xué)生的考試成績(jī)，實(shí)現(xiàn)成績(jī)的插入、刪除和按照成績(jī)范圍進(jìn)行查詢的功能。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)算法，在一個(gè)無向圖中找出所有的橋。四、綜合題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）某在線音樂平臺(tái)需要對(duì)用戶的播放記錄和收藏歌曲進(jìn)行管理，以便為用戶提供個(gè)性化的音樂推薦。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)這些信息，并設(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)個(gè)性化推薦功能。2、（本題10分）一個(gè)股票交易系統(tǒng)需要實(shí)時(shí)處理大量的股票交易數(shù)據(jù)，包括股票代碼、交易時(shí)間、交易價(jià)格、交易數(shù)量、買賣方向等。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)和管理這些交易數(shù)據(jù)，能夠快速查詢特定股票的交易記錄、按時(shí)間排序交易、計(jì)算某段時(shí)間內(nèi)的股票均價(jià)，并支持新交易的插入和舊交易的刪除。3、（本題10分）某醫(yī)院的病歷管理系