上海交通大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)英文》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密封線第2頁，共2頁上海交通大學(xué)

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)英文》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一、單選題（本大題共25個小題，每小題1分，共25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555定時器的方波發(fā)生器，輸出頻率在100Hz至1kHz連續(xù)可調(diào)，說明電路原理和元件選擇。2、設(shè)計一個高速光纖通信系統(tǒng)，傳輸速率達(dá)到100Gbps，說明系統(tǒng)組成和關(guān)鍵器件選型。3、設(shè)計一個基于FPGA的數(shù)字頻率合成器，輸出頻率穩(wěn)定度優(yōu)于10^-6，相位噪聲低于-100dBc/Hz@1kHz。4、設(shè)計一個基于PLC的風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速、功率等參數(shù)的監(jiān)測和控制。5、設(shè)計一個紅外線測距電路，能夠測量物體與傳感器之間的距離，測量范圍為10cm到100cm，精度為±1cm。6、設(shè)計一個數(shù)字音頻處理中的音頻均衡器參數(shù)自動調(diào)整系統(tǒng)，分析調(diào)整效果。7、設(shè)計一個基于光電編碼器的位移測量系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確測量物體的直線位移，并進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示和記錄。8、設(shè)計一個基于DSP的語音識別系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)特定語音指令的識別和響應(yīng)，給出系統(tǒng)的硬件架構(gòu)和識別算法。9、假設(shè)要實現(xiàn)一個可以快速查找前K個最大值的算法，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最適合的？（）A.最大堆，每次取出堆頂元素即為最大值B.最小堆，維護(hù)一個大小為K的堆，堆頂為第K大的值C.二叉搜索樹，遍歷獲取最大值，效率較低D.鏈表，查找最大值操作復(fù)雜10、設(shè)計一個基于藍(lán)牙低能耗（BLE）的智能手環(huán)，能夠監(jiān)測心率、運(yùn)動步數(shù)和睡眠質(zhì)量，并與手機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)同步，說明硬件設(shè)計和軟件架構(gòu)。11、設(shè)計一個基于藍(lán)牙的無線鼠標(biāo)，能夠與計算機(jī)進(jìn)行穩(wěn)定的無線連接，實現(xiàn)鼠標(biāo)的基本操作功能。12、設(shè)計一個音頻均衡器的自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，能夠根據(jù)輸入音頻信號自動調(diào)整均衡參數(shù)，給出系統(tǒng)設(shè)計和算法實現(xiàn)。13、設(shè)計一個數(shù)字頻率計，能夠測量輸入信號的頻率，精度達(dá)到一定要求，給出硬件電路設(shè)計和軟件算法流程。14、設(shè)計一個數(shù)字頻率合成器電路，能夠產(chǎn)生不同頻率的正弦波、方波和三角波，頻率范圍為1Hz到10MHz。15、采用模擬電子技術(shù)設(shè)計一個電壓跟隨器，提高電路的輸入阻抗和輸出穩(wěn)定性。16、設(shè)計一個基于STM32單片機(jī)的心率監(jiān)測系統(tǒng)，能夠?qū)崟r采集人體心率數(shù)據(jù)，并通過藍(lán)牙將數(shù)據(jù)傳輸?shù)绞謾C(jī)APP進(jìn)行顯示和分析。17、設(shè)計一個數(shù)字信號處理器（DSP）應(yīng)用電路，能夠?qū)崿F(xiàn)音頻信號的濾波、降噪等處理功能。18、設(shè)計一個基于無線通信技術(shù)的智能水質(zhì)監(jiān)測浮標(biāo)系統(tǒng)，能夠?qū)崟r監(jiān)測水域的水質(zhì)參數(shù)并遠(yuǎn)程傳輸。19、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是計算機(jī)存儲、組織數(shù)據(jù)的方式。在研究數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時，線性表是一種基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。以下關(guān)于線性表的描述，錯誤的是（）A.線性表可以順序存儲，也可以鏈?zhǔn)酱鎯.順序存儲的線性表可以隨機(jī)訪問任意元素，時間復(fù)雜度為O(1)C.鏈?zhǔn)酱鎯Φ木€性表在插入和刪除操作時，不需要移動大量元素，效率較高D.線性表的長度是固定的，不能動態(tài)變化20、跳表是一種基于鏈表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。關(guān)于跳表的特點(diǎn)，以下描述哪一項是不正確的？（）A.跳表通過在鏈表中增加多層索引來提高查找效率B.插入和刪除操作在平均情況下的時間復(fù)雜度為O(logn)C.跳表的空間復(fù)雜度比普通鏈表高，但低于平衡二叉搜索樹D.跳表的性能不受數(shù)據(jù)分布的影響，始終保持較好的查找效率21、設(shè)計一個簡單的數(shù)字信號調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)ASK、FSK、PSK等調(diào)制方式，給出系統(tǒng)的硬件電路和軟件實現(xiàn)。22、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是計算機(jī)科學(xué)中重要的研究領(lǐng)域，它對程序的性能和效率有著關(guān)鍵影響。以下關(guān)于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的描述，錯誤的是：（）A.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是指相互之間存在一種或多種特定關(guān)系的數(shù)據(jù)元素的集合B.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)主要研究數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)、存儲結(jié)構(gòu)以及對數(shù)據(jù)的操作C.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)只關(guān)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(jié)構(gòu)可以提高程序的運(yùn)行速度和節(jié)省存儲空間23、假設(shè)正在設(shè)計一個數(shù)據(jù)庫的索引結(jié)構(gòu)，需要支持快速的等值查詢、范圍查詢和排序操作。在這種情況下，以下哪種索引結(jié)構(gòu)可能是最優(yōu)的選擇？（）A.B樹索引，平衡樹結(jié)構(gòu)，適用于多種查詢B.哈希索引，快速等值查詢，但不支持范圍查詢C.位圖索引，適合處理布爾值屬性的查詢D.全文索引，用于文本內(nèi)容的搜索24、假設(shè)要設(shè)計一個算法來找出一個整數(shù)數(shù)組中所有出現(xiàn)次數(shù)超過一半的元素。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的結(jié)合可能是最有效的？（）A.哈希表記錄元素出現(xiàn)次數(shù)，然后篩選出次數(shù)超過一半的元素B.排序數(shù)組，然后通過遍歷找出出現(xiàn)次數(shù)超過一半的元素C.棧，存儲元素并進(jìn)行比較，難以實現(xiàn)此功能D.隊列，先進(jìn)先出，不適合統(tǒng)計元素出現(xiàn)次數(shù)25、設(shè)計一個基于單片機(jī)的電子秤系統(tǒng)，能夠測量0-10kg的物體重量，精度達(dá)到1g。二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）論述圖的存儲結(jié)構(gòu)（鄰接矩陣、鄰接表等）的特點(diǎn)和適用場景，以及它們在遍歷算法中的差異。2、（本題5分）論述在哈希表中，當(dāng)沖突發(fā)生時，如何選擇合適的沖突解決方法以提高性能。3、（本題5分）論述在一個具有n個元素的鏈表中，如何實現(xiàn)鏈表的拆分操作，將鏈表分為奇數(shù)位節(jié)點(diǎn)和偶數(shù)位節(jié)點(diǎn)兩部分。4、（本題5分）描述二叉樹的層次遍歷方法，并說明其實現(xiàn)思路。三、設(shè)計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計一個哈希表程序，采用開放尋址法的并行版本處理哈希沖突，提高性能并展示操作過程和結(jié)果。2、（本題5分）設(shè)計一個算法，利用鏈表結(jié)構(gòu)存儲學(xué)生信息（包括學(xué)號、姓名、成績），實現(xiàn)按成績升序排序的功能。3、（本題5分）以哈希表為基礎(chǔ)，設(shè)計一個在線投票作弊檢測系統(tǒng)，能夠快速發(fā)現(xiàn)重復(fù)投票行為。4、（本題5分）使用鏈表和拓?fù)渑判蛩惴?，設(shè)計一個程序，安排項目中多個任務(wù)的執(zhí)行順序，考慮任務(wù)之間的依賴關(guān)系。5、（本題5分）設(shè)計一個循環(huán)隊列，支持入隊、出隊、判斷隊列是否為空和滿等操作，同時考慮隊列的擴(kuò)容機(jī)制。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）一個在線考試系統(tǒng)需要管理考試信息，包括考試編號、考試名稱、考試時間、考生名單等。系統(tǒng)要能夠快速查找特定考試、按照考試時間對考試進(jìn)行排序、新增考試、刪除考試以及添加和刪除考生。請選擇恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)說明算法和代碼實現(xiàn)，以及性能評估。2、（本題10分）一個在線音樂平臺需要管理大量的音樂文件信息，包括歌曲名稱、