西南交通大學《數(shù)據(jù)可視化》2023-2024學年第一學期期末試卷

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頁西南交通大學《數(shù)據(jù)可視化》

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20個小題，每小題1分，共20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、數(shù)據(jù)結構是計算機科學中重要的研究領域，它對程序的性能和效率有著關鍵影響。以下關于數(shù)據(jù)結構的描述，錯誤的是：（）A.數(shù)據(jù)結構是指相互之間存在一種或多種特定關系的數(shù)據(jù)元素的集合B.數(shù)據(jù)結構主要研究數(shù)據(jù)的邏輯結構、存儲結構以及對數(shù)據(jù)的操作C.數(shù)據(jù)結構只關注數(shù)據(jù)的存儲方式，不考慮數(shù)據(jù)的處理效率D.選擇合適的數(shù)據(jù)結構可以提高程序的運行速度和節(jié)省存儲空間2、設計一個基于DSP的數(shù)字音頻均衡器，能夠實現(xiàn)10段以上的均衡調節(jié)，給出算法實現(xiàn)和性能優(yōu)化。3、基于通信原理設計一個數(shù)字通信系統(tǒng)，包括信源編碼、信道編碼、調制解調等模塊，給出系統(tǒng)性能評估。4、設計一個基于DSP的語音合成系統(tǒng)，能夠將文本轉換為自然流暢的語音，提供算法實現(xiàn)和性能評估。5、在圖結構的應用中，假設要為一個城市的交通網(wǎng)絡建模，其中節(jié)點表示交叉路口，邊表示道路，并且需要計算兩個地點之間的最短路徑。以下哪種圖算法最適合解決這個問題？（）A.深度優(yōu)先搜索B.廣度優(yōu)先搜索C.Dijkstra算法D.Floyd-Warshall算法6、設計一個基于STM32的智能農業(yè)灌溉系統(tǒng)，能夠根據(jù)土壤濕度、氣象條件等自動控制灌溉，提供系統(tǒng)的硬件電路和控制策略。7、利用數(shù)字電路技術，設計一個銀行自動取款機的控制系統(tǒng)，實現(xiàn)取款、存款、轉賬等功能。8、對于一個需要快速計算一個字符串的所有子串的問題，以下哪種數(shù)據(jù)結構和算法的組合可能是最有效的？（）A.后綴數(shù)組和相關算法B.前綴樹和遍歷C.鏈表和字符串操作D.數(shù)組和循環(huán)9、考慮到一個圖像識別系統(tǒng)，需要對圖像中的像素進行快速的鄰域訪問和操作，以檢測圖像的特征。以下哪種數(shù)據(jù)結構可以有效地支持這種鄰域操作？（）A.二維數(shù)組B.十字鏈表C.鄰接表D.矩陣10、數(shù)組是一種基礎的數(shù)據(jù)結構，具有一定的優(yōu)點和局限性。以下關于數(shù)組的說法，不正確的是：（）A.數(shù)組的元素在內存中是連續(xù)存儲的，便于隨機訪問B.數(shù)組的長度在定義后通常是固定的，不易動態(tài)擴展C.數(shù)組的插入和刪除操作在元素較多時，效率較高D.數(shù)組可以用于存儲相同類型的數(shù)據(jù)元素，具有較高的存儲效率11、設一棵二叉樹的中序遍歷結果為ABCDEFG，前序遍歷結果為DBAECFG，則后序遍歷結果為（）A.ACGFEDBB.BDFEGCAC.DBEFAGCD.BDACEFG12、設計一個數(shù)字頻率計多功能電路，能夠同時測量頻率、周期、占空比等參數(shù)，并且具有數(shù)據(jù)存儲和打印功能。13、設計一個數(shù)字通信系統(tǒng)中的載波同步電路，實現(xiàn)對接收信號載波頻率和相位的準確同步，測試同步性能。14、設計一個音頻放大器擴展電路，能夠增加放大器的輸出功率和音質，并且具有失真檢測功能。15、圖在實際應用中有著多種用途。以下關于圖的應用場景的描述，錯誤的是：（）A.圖可以用于表示社交網(wǎng)絡中的人際關系B.圖可以用于交通網(wǎng)絡的路徑規(guī)劃C.圖可以用于表示計算機網(wǎng)絡中的連接關系D.圖只能用于表示簡單的線性關系16、動態(tài)數(shù)組是一種可以動態(tài)調整大小的數(shù)組。以下關于動態(tài)數(shù)組的描述，錯誤的是：（）A.動態(tài)數(shù)組可以根據(jù)需要自動增加或減少存儲空間B.動態(tài)數(shù)組在插入元素時可能需要重新分配內存C.動態(tài)數(shù)組的實現(xiàn)通常基于靜態(tài)數(shù)組D.動態(tài)數(shù)組的性能一定優(yōu)于靜態(tài)數(shù)組17、設計一個基于ZigBee的智能路燈節(jié)能系統(tǒng)，能夠根據(jù)道路上的行人和車輛情況自動調節(jié)路燈亮度，實現(xiàn)節(jié)能效果。18、設計一個用于太陽能路燈的控制器，能夠根據(jù)光照強度自動控制路燈開關和亮度調節(jié)，給出電路原理和控制策略。19、設計一個基于深度學習的數(shù)字圖像分類系統(tǒng)，分析模型的準確性和泛化能力。20、設計一個基于MAX232的串口通信電路，實現(xiàn)單片機與PC機之間的通信，給出電路原理圖和通信協(xié)議編程。二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）論述在拓撲排序的應用擴展中，如何解決資源分配或任務調度問題。2、（本題5分）論述如何使用拓撲排序解決課程安排問題，給出具體的案例和分析。3、（本題5分）詳細闡述在一個具有n個頂點的無向圖中，如何求解最小度生成樹問題。4、（本題5分）解釋如何在一個二叉搜索樹中實現(xiàn)迭代器，使得能夠按照中序遍歷的順序訪問節(jié)點，給出算法步驟和實現(xiàn)代碼，并分析其時間復雜度。5、（本題5分）闡述如何在一個有向無環(huán)圖中進行拓撲排序，并給出算法步驟和實現(xiàn)代碼，分析其時間復雜度和空間復雜度。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設計一個算法，利用哈希表存儲用戶的身份證號和聯(lián)系方式，實現(xiàn)用戶信息的快速查找和更新。2、（本題5分）設計一個算法，利用哈希表存儲學生的學號和選修課程，實現(xiàn)課程的查詢和統(tǒng)計。3、（本題5分）設計一個程序，利用圖的數(shù)據(jù)結構表示通信網(wǎng)絡中的信號傳輸，實現(xiàn)信號的最優(yōu)路徑和延遲分析功能。4、（本題5分）設計一個算法，判斷一個無向圖是否為連通圖，如果是，輸出其連通分量個數(shù)。5、（本題5分）設計一個程序，使用插入排序算法對一個棧進行排序。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）一個在線音樂平臺的歌單管理系統(tǒng)需要對用戶創(chuàng)建的歌單和歌曲信息進行管理。歌單信息包括歌單編號、名稱、歌曲列表等，歌曲信息包括歌曲ID、名稱、歌手等。這些信息以鄰接多重表的形式存儲。請設計算法實現(xiàn)以下功能：（1）查詢某個歌單中的歌曲；（2）向歌單中添加或刪除歌曲；（3）合并兩個歌單；（4）統(tǒng)計用戶創(chuàng)建的歌單數(shù)量。分析算法的時間復雜度和空間復雜度。2、（本題10分）一個學校的選課系統(tǒng)需要管理課程和學生的選課信息，包括課程編號、課程名稱、授課教師、選課學生名單等。系統(tǒng)要支持快速查找特定課程的選課情況、按照選課人數(shù)對課程進行排序、學生選課和退課操作。請設計合理的數(shù)據(jù)結