閩西職業(yè)技術(shù)學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法設(shè)計(jì)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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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、利用模擬電路技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)用于醫(yī)療儀器的精密電流源，提供穩(wěn)定、精確的電流輸出。2、設(shè)計(jì)一個(gè)通信系統(tǒng)功率控制模塊，能夠根據(jù)信道條件動(dòng)態(tài)調(diào)整發(fā)射功率，分析功率控制的精度和響應(yīng)速度。3、運(yùn)用集成電路設(shè)計(jì)流程，設(shè)計(jì)一款用于智能手機(jī)的音頻編解碼器芯片，支持多種音頻格式的解碼和編碼。4、設(shè)計(jì)一個(gè)用于醫(yī)療設(shè)備的電源管理系統(tǒng)，要求輸出穩(wěn)定、低噪聲，能夠適應(yīng)不同的負(fù)載變化，給出電路拓?fù)浜头答伩刂品桨浮?、設(shè)計(jì)一個(gè)太陽能充電控制器，能夠?qū)μ柲茈姵匕宓妮敵鲞M(jìn)行控制和管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池的有效充電和保護(hù)。6、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的圖像銳化系統(tǒng)，能夠增強(qiáng)圖像的邊緣和細(xì)節(jié)，說明算法和硬件實(shí)現(xiàn)。7、當(dāng)需要存儲(chǔ)和處理一個(gè)無向圖的鄰接信息時(shí)，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)通常被使用？（）A.鄰接矩陣B.鄰接表C.哈希表D.二叉樹8、以下哪種排序算法在平均情況下和最壞情況下的時(shí)間復(fù)雜度差異最大？（）A.冒泡排序B.插入排序C.快速排序D.選擇排序9、基于通信中的編碼調(diào)制技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)高效的數(shù)字通信系統(tǒng)，提高頻譜利用率和傳輸速率。10、設(shè)計(jì)一個(gè)模擬信號(hào)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。11、設(shè)計(jì)一個(gè)基于鎖相環(huán)技術(shù)的頻率合成器，能夠輸出穩(wěn)定的、可調(diào)節(jié)的頻率信號(hào)，分析其相位噪聲和頻率穩(wěn)定度。12、設(shè)計(jì)一個(gè)基于模擬開關(guān)的音頻切換系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)多個(gè)音頻輸入源的選擇切換和輸出。13、設(shè)計(jì)一個(gè)基于模擬乘法器和運(yùn)放的乘法型ADC轉(zhuǎn)換電路，分析其轉(zhuǎn)換精度和速度。14、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的CAN總線通信控制器，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的收發(fā)和錯(cuò)誤處理，給出硬件描述和測(cè)試方案。15、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，查找操作是常見的需求。以下關(guān)于順序查找的描述，不正確的是（）A.從數(shù)組或鏈表的開頭依次比較每個(gè)元素，直到找到目標(biāo)元素或遍歷完整個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)B.順序查找適用于無序的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，時(shí)間復(fù)雜度為O(n)C.順序查找在任何情況下都不是一種有效的查找方法D.順序查找的實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，但效率較低16、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用中，?？梢杂糜诒磉_(dá)式求值。以下關(guān)于棧在表達(dá)式求值中的應(yīng)用，說法不正確的是（）A.可以將中綴表達(dá)式轉(zhuǎn)換為后綴表達(dá)式，然后利用棧進(jìn)行求值B.?？梢员４娌僮鲾?shù)和運(yùn)算符，按照運(yùn)算規(guī)則進(jìn)行計(jì)算C.對(duì)于復(fù)雜的表達(dá)式，棧的使用可以簡(jiǎn)化求值過程D.棧在表達(dá)式求值中只能用于中綴表達(dá)式，不能用于后綴表達(dá)式17、圖是一種復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于表示對(duì)象之間的關(guān)系。在圖的存儲(chǔ)方式中，鄰接矩陣和鄰接表是常見的兩種方法。對(duì)于一個(gè)具有n個(gè)頂點(diǎn)的無向圖，如果采用鄰接矩陣存儲(chǔ)，其空間復(fù)雜度為：（）A.O(n)B.O(nlogn)C.O(n^2)D.O(n^3)18、設(shè)計(jì)一個(gè)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)貨物的自動(dòng)入庫(kù)、出庫(kù)和庫(kù)存盤點(diǎn)。19、在一個(gè)數(shù)據(jù)壓縮算法中，需要構(gòu)建一個(gè)頻率表來統(tǒng)計(jì)字符出現(xiàn)的頻率。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)最適合存儲(chǔ)字符及其頻率信息？（）A.二叉樹，根據(jù)頻率構(gòu)建B.哈希表，快速查找字符頻率C.棧，按順序存儲(chǔ)頻率D.隊(duì)列，先進(jìn)先出處理字符20、假設(shè)正在設(shè)計(jì)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包過濾系統(tǒng)，需要根據(jù)數(shù)據(jù)包的源地址、目的地址、協(xié)議類型等信息進(jìn)行快速的過濾和處理。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的組合最適合實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包的高效過濾？（）A.決策樹和分類算法B.位圖和位運(yùn)算C.圖和最短路徑算法D.數(shù)組和遍歷算法21、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字通信系統(tǒng)中的擾碼生成和解擾電路，分析擾碼對(duì)信號(hào)頻譜的影響。22、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ZigBee技術(shù)的智能消防報(bào)警系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)火災(zāi)參數(shù)（如煙霧、溫度等）并及時(shí)報(bào)警。23、想象一個(gè)在線考試系統(tǒng)，需要實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)每個(gè)考生的答題進(jìn)度和得分情況。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)能夠高效地支持這種統(tǒng)計(jì)需求？（）A.樹狀數(shù)組，適合進(jìn)行區(qū)間更新和查詢B.線段樹，常用于區(qū)間操作，但實(shí)現(xiàn)相對(duì)復(fù)雜C.哈希表，快速查找考生信息，但不便于區(qū)間統(tǒng)計(jì)D.優(yōu)先隊(duì)列，按照得分排序，不便于答題進(jìn)度的統(tǒng)計(jì)24、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙Mesh網(wǎng)絡(luò)的智能家居控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)多個(gè)設(shè)備的協(xié)同控制，描述網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和控制策略。25、設(shè)計(jì)一個(gè)圖像處理中的圖像壓縮率失真優(yōu)化方案，分析壓縮效率和圖像質(zhì)量的平衡。二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）比較插入排序和歸并排序在空間復(fù)雜度上的優(yōu)劣。2、（本題5分）論述在一個(gè)具有n個(gè)元素的鏈表中，如何實(shí)現(xiàn)鏈表的歸并操作，如將k個(gè)有序鏈表歸并為一個(gè)有序鏈表。3、（本題5分）深入分析在一個(gè)具有n個(gè)元素的順序表中，如何進(jìn)行插入排序，并分析其時(shí)間復(fù)雜度。4、（本題5分）詳細(xì)闡述基數(shù)排序和桶排序在處理不同類型數(shù)據(jù)時(shí)的特點(diǎn)和適用范圍。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)一個(gè)程序，判斷鏈表中是否存在值連續(xù)的節(jié)點(diǎn)段，輸出判斷結(jié)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)無向圖，實(shí)現(xiàn)深度優(yōu)先遍歷和廣度優(yōu)先遍歷，并計(jì)算遍歷的時(shí)間復(fù)雜度。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，利用數(shù)組實(shí)現(xiàn)希爾排序算法，輸入一組數(shù)據(jù)進(jìn)行排序并展示過程和結(jié)果。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使用循環(huán)隊(duì)列存儲(chǔ)醫(yī)院的掛號(hào)信息，實(shí)現(xiàn)掛號(hào)的排隊(duì)和叫號(hào)功能。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)一個(gè)超市的商品供應(yīng)商信息，包括供應(yīng)商名稱、聯(lián)系方式、供應(yīng)商品等。四、綜合題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）某醫(yī)院的病人管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)病人的基本信息、病歷、診斷結(jié)果和治療方案等。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)病人信息，實(shí)現(xiàn)病人信息的添加、刪除、查找和修改操作，并能夠根據(jù)病情嚴(yán)重程度對(duì)病人進(jìn)行排序和優(yōu)先處理。2、（本題10分）某機(jī)場(chǎng)的航班管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)航班的信息，如航班編號(hào)、出發(fā)地、目的地、起飛時(shí)間、降落時(shí)間、航班狀態(tài)等。系統(tǒng)要能夠