西安交通大學(xué)城市學(xué)院《數(shù)據(jù)可視化》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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頁西安交通大學(xué)城市學(xué)院《數(shù)據(jù)可視化》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)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)計一個基于模擬開關(guān)和運放的音頻混音系統(tǒng)，實現(xiàn)多個音頻信號的混合輸出。2、設(shè)計一個高通數(shù)字濾波器，截止頻率為1kHz，采樣頻率為4kHz，采用雙線性變換法進行設(shè)計。3、設(shè)計一個基于FPGA的圖像旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，能夠?qū)斎雸D像進行90度、180度和270度旋轉(zhuǎn)，說明算法和硬件實現(xiàn)。4、在一個用數(shù)組實現(xiàn)的小頂堆中，刪除堆頂元素后，為了保持堆的性質(zhì)，需要進行的調(diào)整操作的時間復(fù)雜度為？（）A.O(1)B.O(logn)C.O(n)D.O(nlogn)5、堆是一種特殊的樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，常用于實現(xiàn)優(yōu)先隊列。以下關(guān)于堆的描述，錯誤的是：（）A.大頂堆中每個節(jié)點的值都大于或等于其子節(jié)點的值，小頂堆則相反B.可以用數(shù)組來實現(xiàn)堆，通過計算索引可以方便地進行堆的操作C.堆排序利用堆的特性，將數(shù)組構(gòu)建成堆，然后依次取出堆頂元素得到排序結(jié)果D.堆的插入和刪除操作的時間復(fù)雜度都為O(logn)，且堆的空間復(fù)雜度總是高于其他線性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)6、設(shè)計一個音頻濾波器電路，能夠?qū)斎氲囊纛l信號進行低通、高通、帶通和帶阻濾波，濾波頻率可調(diào)節(jié)。7、設(shè)計一個模擬信號的濾波電路，能夠有效地濾除特定頻率范圍內(nèi)的噪聲，如低通、高通、帶通或帶阻濾波器。8、在樹型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，二叉樹是一種重要的類型。以下關(guān)于滿二叉樹的描述，不正確的是（）A.每一層上的節(jié)點數(shù)都達到最大值B.葉子節(jié)點都在最底層C.滿二叉樹一定是完全二叉樹D.滿二叉樹的節(jié)點總數(shù)一定是奇數(shù)9、設(shè)計一個基于運算放大器的電流源電路，輸出電流穩(wěn)定，精度高，可調(diào)節(jié)范圍寬。10、假設(shè)正在開發(fā)一個文件壓縮軟件，需要對文件中的重復(fù)數(shù)據(jù)進行識別和壓縮。為了有效地查找和處理重復(fù)的數(shù)據(jù)段，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最關(guān)鍵的？（）A.并查集，用于合并重復(fù)的數(shù)據(jù)段B.線段樹，統(tǒng)計數(shù)據(jù)段的出現(xiàn)頻率C.字典，存儲已經(jīng)出現(xiàn)過的數(shù)據(jù)段D.拓撲排序，確定數(shù)據(jù)段的處理順序11、選擇排序是另一種常見的排序算法。以下關(guān)于選擇排序的說法中，不正確的是（）A.選擇排序每次從待排序序列中選擇最?。ɑ蜃畲螅┑脑胤诺揭雅判蛐蛄械哪┪睟.選擇排序在最壞情況下的時間復(fù)雜度為O(n^2)C.選擇排序的空間復(fù)雜度為O(1)D.選擇排序是一種穩(wěn)定的排序算法12、設(shè)計一個基于FPGA的圖像邊緣檢測系統(tǒng)，能夠?qū)斎氲幕叶葓D像進行實時邊緣檢測，采用Sobel算子，給出硬件架構(gòu)和Verilog代碼實現(xiàn)。13、設(shè)計一個基于藍牙低能耗（BLE）技術(shù)的智能手環(huán)通信系統(tǒng)，實現(xiàn)與手機的數(shù)據(jù)交互和健康監(jiān)測功能。14、以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)適合用于實現(xiàn)LRU（最近最少使用）頁面置換算法？（）A.隊列B.棧C.哈希表D.雙向鏈表15、設(shè)計一個基于單片機的電子秤系統(tǒng)，能夠測量物體的重量，并具有去皮、計價等功能。二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）解釋圖的連通性概念，以及如何判斷一個圖是否連通。2、（本題5分）論述如何在一個無序數(shù)組中查找前k大的元素，給出高效的算法思路和實現(xiàn)。3、（本題5分）在圖的存儲中，如何處理動態(tài)圖？有哪些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法適用于動態(tài)圖的更新和查詢？三、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一個在線圖書評論系統(tǒng)需要存儲用戶對圖書的評論內(nèi)容、評分和點贊數(shù)。設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來展示熱門評論和最新評論，并支持評論的搜索和排序。2、（本題5分）某電商平臺的商家管理系統(tǒng)需要存儲商家的信息，如商家編號、商家名稱、主營商品、信譽評級、銷售額等。系統(tǒng)要能夠快速查找特定商家、按照銷售額對商家進行排序、新增商家、修改商家信息、對違規(guī)商家進行處理。請設(shè)計合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，并給出代碼實現(xiàn)和性能評估。3、（本題5分）某學(xué)校的圖書館管理系統(tǒng)需要記錄大量的圖書信息，包括圖書編號、書名、作者、出版社、出版年份、館藏數(shù)量、借閱狀態(tài)等。請為該系統(tǒng)設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，能夠快速查找特定圖書、按作者或出版社分類查詢、統(tǒng)計熱門圖書，并支持新書的入庫和舊書的刪除操作。4、（本題5分）一個在線投票系統(tǒng)需要對投票項目和投票人的選擇進行管理。投票項目信息包括項目編號、項目名稱、選項等，投票人信息包括投票人編號、選擇的選項等。這些信息以線段樹的形式存儲。請設(shè)計算法實現(xiàn)以下功能：（1）統(tǒng)計某個投票項目各個選項的票數(shù)；（2）新增一個投票項目；（3）修改投票人的選擇；（4）查詢票數(shù)最多的選項。分析算法的時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。5、（本題5分）一個電商倉庫的庫存管理系統(tǒng)需要對商品的庫存數(shù)量和出入庫記錄進行管理。商品信息包括商品編號、名稱、庫存數(shù)量、出入庫記錄等?？紤]使用靜態(tài)鏈表來存儲這些信息。請設(shè)計算法實現(xiàn)以下功能：（1）查詢某種商品的庫存數(shù)量；（2）商品入庫時增加庫存數(shù)量并記錄；（3）商品出庫時減少庫存數(shù)量并記錄；（4）統(tǒng)計庫存數(shù)量低于預(yù)警值的商品種類。分析所設(shè)計算法的時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。四、設(shè)計題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）設(shè)計一個程序，利用斐波那契堆實現(xiàn)一個高效的任務(wù)調(diào)度系統(tǒng)，按照任務(wù)的優(yōu)先級進行