赤峰應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院《數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)導(dǎo)論》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁(yè)，共3頁(yè)赤峰應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院

《數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)導(dǎo)論》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共30個(gè)小題，每小題1分，共30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)基于運(yùn)算放大器的比較器陣列電路，能夠同時(shí)比較多個(gè)輸入信號(hào)的大小。2、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字信號(hào)編碼方案，如曼徹斯特編碼或差分曼徹斯特編碼，分析編碼效率和抗干擾能力。3、設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)字信號(hào)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(shí)現(xiàn)。4、設(shè)計(jì)一個(gè)基于計(jì)數(shù)器的定時(shí)器系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)定時(shí)啟動(dòng)、停止和定時(shí)時(shí)間的設(shè)定功能。5、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字鑒頻器，能夠測(cè)量輸入信號(hào)的頻率變化，精度達(dá)到10Hz，給出電路結(jié)構(gòu)和工作原理。6、設(shè)計(jì)一個(gè)基于傳感器的環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠同時(shí)監(jiān)測(cè)溫度、濕度、光照強(qiáng)度等環(huán)境參數(shù)，并通過無線方式傳輸數(shù)據(jù)。7、利用數(shù)字電路技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)智能電梯群控系統(tǒng)，優(yōu)化多部電梯的運(yùn)行調(diào)度，提高運(yùn)輸效率。8、設(shè)計(jì)一個(gè)太陽(yáng)能充電控制器，能夠?qū)?2V的蓄電池進(jìn)行充電管理，實(shí)現(xiàn)過充、過放保護(hù)，描述電路原理和控制策略。9、假設(shè)要實(shí)現(xiàn)一個(gè)LRU（最近最少使用）緩存淘汰策略，用于管理有限的內(nèi)存空間以存儲(chǔ)經(jīng)常訪問的數(shù)據(jù)。為了有效地實(shí)現(xiàn)這個(gè)策略，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是關(guān)鍵？（）A.雙向鏈表結(jié)合哈希表B.棧結(jié)合數(shù)組C.隊(duì)列結(jié)合樹D.堆結(jié)合鏈表10、在排序算法中，冒泡排序是一種簡(jiǎn)單的排序方法。以下關(guān)于冒泡排序的描述，錯(cuò)誤的是：（）A.冒泡排序通過不斷比較相鄰元素并交換位置來實(shí)現(xiàn)排序B.冒泡排序在最壞情況下的時(shí)間復(fù)雜度為O(n^2)C.冒泡排序是一種穩(wěn)定的排序算法D.冒泡排序每次都能將最大的元素移動(dòng)到數(shù)組的末尾11、棧是一種特殊的線性表，遵循后進(jìn)先出的原則。在程序設(shè)計(jì)中，棧有著廣泛的應(yīng)用。例如，在表達(dá)式求值、函數(shù)調(diào)用等場(chǎng)景中經(jīng)常使用棧?？紤]一個(gè)表達(dá)式：(3+5)*2-7，使用棧來計(jì)算這個(gè)表達(dá)式的值。在計(jì)算過程中，當(dāng)遇到運(yùn)算符''時(shí)，以下正確的操作是：（）A.直接將''輸出B.從棧中彈出兩個(gè)操作數(shù)進(jìn)行乘法運(yùn)算C.將''壓入棧中D.忽略''，繼續(xù)處理后面的字符12、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字信號(hào)調(diào)制解調(diào)電路，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字信號(hào)的調(diào)制和解調(diào)，調(diào)制方式為ASK、FSK、PSK等。13、設(shè)計(jì)一個(gè)具有溫度補(bǔ)償功能的電容式傳感器測(cè)量電路，提高測(cè)量精度，給出電路設(shè)計(jì)和溫度補(bǔ)償算法。14、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的水質(zhì)凈化設(shè)備控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)水質(zhì)參數(shù)自動(dòng)控制凈化過程。15、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻混音器，能夠處理8路音頻輸入，實(shí)現(xiàn)音量、平衡和效果調(diào)節(jié)，給出系統(tǒng)方案和電路實(shí)現(xiàn)。16、設(shè)計(jì)一個(gè)基于D/A轉(zhuǎn)換器的方波信號(hào)發(fā)生器電路，輸出頻率范圍為100Hz-10kHz，占空比可調(diào)。17、在查找算法中，順序查找適用于各種情況。以下關(guān)于順序查找的描述，不正確的是：（）A.順序查找從數(shù)組的第一個(gè)元素開始，依次比較每個(gè)元素B.順序查找的時(shí)間復(fù)雜度為O(n)C.順序查找適用于有序和無序的數(shù)組D.順序查找在元素較多的情況下效率很高18、在排序算法的改進(jìn)和優(yōu)化中，常常結(jié)合多種算法的優(yōu)點(diǎn)。以下關(guān)于混合排序算法的敘述，錯(cuò)誤的是（）A.可以將快速排序和插入排序結(jié)合，在小規(guī)模數(shù)據(jù)時(shí)使用插入排序B.混合排序算法能夠在不同情況下發(fā)揮不同算法的優(yōu)勢(shì)，提高整體性能C.設(shè)計(jì)混合排序算法時(shí)，需要考慮不同算法之間的切換時(shí)機(jī)和條件D.混合排序算法一定比單一的排序算法性能更好19、設(shè)計(jì)一個(gè)基于圖像傳感器的車牌識(shí)別系統(tǒng)，能夠自動(dòng)識(shí)別車牌號(hào)碼，并將識(shí)別結(jié)果進(jìn)行輸出和存儲(chǔ)。20、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。21、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）視頻處理電路，能夠?qū)崿F(xiàn)視頻的壓縮、解碼等處理功能。22、在圖的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中，鄰接矩陣和鄰接表各有優(yōu)缺點(diǎn)，以下關(guān)于它們的比較，錯(cuò)誤的是：（）A.鄰接矩陣適合表示稠密圖，存儲(chǔ)空間開銷較大；鄰接表適合表示稀疏圖，存儲(chǔ)空間較節(jié)省B.對(duì)于判斷兩個(gè)節(jié)點(diǎn)是否有邊相連，鄰接矩陣的效率高于鄰接表C.在進(jìn)行圖的遍歷操作時(shí)，鄰接表的效率總是高于鄰接矩陣D.鄰接矩陣的空間復(fù)雜度為O(n^2)，鄰接表的空間復(fù)雜度與邊的數(shù)量有關(guān)23、設(shè)計(jì)一個(gè)基于PLC的制藥廠反應(yīng)釜控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)反應(yīng)溫度、壓力、攪拌速度等參數(shù)的精確控制。24、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字電路的交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)，要求能夠?qū)崿F(xiàn)紅、綠、黃三種燈的交替閃爍，并且可以根據(jù)不同時(shí)間段調(diào)整信號(hào)燈的工作模式。25、設(shè)計(jì)一個(gè)通信系統(tǒng)中的卷積編碼和解碼電路，分析其糾錯(cuò)性能和對(duì)系統(tǒng)誤碼率的改善效果。26、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(diǎn)數(shù)都達(dá)到最大值B.葉子節(jié)點(diǎn)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(diǎn)總數(shù)一定是奇數(shù)27、運(yùn)用電子電路知識(shí)，設(shè)計(jì)一個(gè)用于工業(yè)自動(dòng)化的壓力傳感器信號(hào)調(diào)理電路，將傳感器輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電壓或電流信號(hào)。28、在一個(gè)需要對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行頻繁插入和刪除操作，并且要求數(shù)據(jù)有序的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能不太適合？（）A.紅黑樹B.鏈表C.平衡二叉樹D.有序數(shù)組29、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙5.0技術(shù)的無線耳機(jī)系統(tǒng)，具備穩(wěn)定的音頻傳輸、低延遲和長(zhǎng)續(xù)航功能。30、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ARM的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控和控制，描述計(jì)算機(jī)的硬件架構(gòu)和軟件系統(tǒng)。二、綜合題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一個(gè)在線游戲的排行榜系統(tǒng)需要對(duì)玩家的得分進(jìn)行實(shí)時(shí)更新和排名。得分信息以斐波那契堆的形式存儲(chǔ)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）玩家得分增加或減少時(shí)更新排名；（2）查找排名前N的玩家；（3）刪除某個(gè)玩家的得分記錄；（4）計(jì)算排名的平均得分。分析算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。2、（本題5分）一個(gè)醫(yī)院的掛號(hào)系統(tǒng)需要記錄患者的掛號(hào)信息，包括患者姓名、身份證號(hào)、掛號(hào)科室、醫(yī)生姓名、掛號(hào)時(shí)間、就診狀態(tài)等。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來管理這些掛號(hào)數(shù)據(jù)，支持快速查找患者的掛號(hào)記錄、按照科室或醫(yī)生分類查詢、更新就診狀態(tài)，并統(tǒng)計(jì)每個(gè)科室的掛號(hào)人數(shù)。3、（本題5分）一個(gè)在線音樂制作平臺(tái)需要管理用戶上傳的音樂作品、音效素材和項(xiàng)目文件。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來優(yōu)化存儲(chǔ)和檢索，方便用戶創(chuàng)作和分享。4、（本題5分）一個(gè)科研項(xiàng)目需要對(duì)大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，數(shù)據(jù)包括不同實(shí)驗(yàn)條件下的測(cè)量值、時(shí)間戳等。設(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)和管理這些數(shù)據(jù)，以便能夠快速地進(jìn)行數(shù)據(jù)篩選、統(tǒng)計(jì)分析和結(jié)果可視化。5、（本題5分）某城市的交通流量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需要對(duì)各個(gè)路口的車流量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析。路口信息和車流量數(shù)據(jù)以廣義表的形式存儲(chǔ)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）統(tǒng)計(jì)某個(gè)時(shí)間段內(nèi)某個(gè)路口的車流量；（2）找出車流量最大的路口；（3）當(dāng)路口設(shè)置發(fā)生變化時(shí)，更新數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；（4）按照車流量對(duì)路口進(jìn)行排序。分析算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。三、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）詳細(xì)闡述在一個(gè)具有n個(gè)元素的堆中，如何查找最大的k個(gè)元素。2、（本題5分）解釋二叉樹的前序遍歷、中序遍歷和后序遍歷的概念，分別給出三種遍歷的算法步驟，并舉例說明如何通過遍歷結(jié)果還原二叉樹。3、（本題5分）分析在字符串匹配中，基于字典樹的改進(jìn)算法和應(yīng)用。4、（本題5分）探討在一個(gè)具有n個(gè)頂點(diǎn)的無向圖中，如何求解最大團(tuán)問