武漢科技職業(yè)學(xué)院《數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)基礎(chǔ)硬件設(shè)計(jì)方向》2023-2024學(xué)年第二學(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)武漢科技職業(yè)學(xué)院

《數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)基礎(chǔ)硬件設(shè)計(jì)方向》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分一、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、假設(shè)正在開(kāi)發(fā)一個(gè)股票交易系統(tǒng)，需要實(shí)時(shí)記錄每只股票的價(jià)格變化，并能夠快速地找出價(jià)格漲幅最大和跌幅最大的股票。同時(shí)，要支持對(duì)股票價(jià)格的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的搭配最適合這個(gè)系統(tǒng)？（）A.最大堆和最小堆，分別存儲(chǔ)漲幅和跌幅最大的股票信息B.紅黑樹(shù)和中序遍歷，獲取股票價(jià)格的排序C.跳表和插入排序，更新股票價(jià)格數(shù)據(jù)D.線段樹(shù)和歸并排序，分析股票價(jià)格歷史數(shù)據(jù)2、運(yùn)用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字音頻均衡器，用戶可以根據(jù)自己的喜好調(diào)整不同頻段的音量。3、設(shè)計(jì)一個(gè)基于USBType-C接口的電源適配器，能夠提供多種輸出電壓和電流，包括電路設(shè)計(jì)和協(xié)議支持。4、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字信號(hào)調(diào)制解調(diào)糾錯(cuò)電路，能夠?qū)φ{(diào)制解調(diào)過(guò)程中的錯(cuò)誤進(jìn)行檢測(cè)和糾正，提高通信的可靠性。5、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ADC的電壓測(cè)量系統(tǒng)，測(cè)量范圍為0-10V，精度為0.01V，通過(guò)數(shù)碼管顯示測(cè)量結(jié)果。6、圖的鄰接矩陣存儲(chǔ)方式適合于存儲(chǔ)稠密圖，而鄰接表存儲(chǔ)方式適合于存儲(chǔ)稀疏圖。假設(shè)一個(gè)圖有100個(gè)頂點(diǎn)，如果邊的數(shù)量較少，大概在100條左右，以下哪種存儲(chǔ)方式更節(jié)省存儲(chǔ)空間？（）A.鄰接矩陣B.鄰接表C.兩者存儲(chǔ)空間相同D.無(wú)法確定7、設(shè)計(jì)一個(gè)基于Arduino的智能溫室控制系統(tǒng)，能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)溫室內(nèi)的溫度、濕度、光照強(qiáng)度和二氧化碳濃度，為植物生長(zhǎng)提供最佳環(huán)境。8、設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的太陽(yáng)能路燈控制器，能夠根據(jù)日照時(shí)間和環(huán)境亮度自動(dòng)控制路燈的開(kāi)啟和關(guān)閉。9、選擇排序是另一種常見(jiàn)的排序算法。以下關(guān)于選擇排序的說(shuō)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(shí)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10、隊(duì)列可以用于實(shí)現(xiàn)廣度優(yōu)先搜索算法。對(duì)于隊(duì)列在廣度優(yōu)先搜索中的應(yīng)用，以下描述哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.從起始節(jié)點(diǎn)開(kāi)始，將其加入隊(duì)列，然后依次處理隊(duì)列中的節(jié)點(diǎn)B.對(duì)于每個(gè)節(jié)點(diǎn)，將其未訪問(wèn)過(guò)的鄰接節(jié)點(diǎn)加入隊(duì)列C.隊(duì)列中的節(jié)點(diǎn)按照加入的先后順序進(jìn)行處理，保證了廣度優(yōu)先的搜索順序D.在搜索過(guò)程中，不需要標(biāo)記已訪問(wèn)的節(jié)點(diǎn)，因?yàn)殛?duì)列可以自動(dòng)避免重復(fù)訪問(wèn)11、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路中的觸發(fā)器電路，如JK觸發(fā)器，分析其工作特性和時(shí)序關(guān)系。12、設(shè)計(jì)一個(gè)高頻射頻收發(fā)器電路，工作頻率在2.4GHz，支持藍(lán)牙和ZigBee通信，給出電路結(jié)構(gòu)和性能指標(biāo)。13、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字溫度計(jì)，采用熱敏電阻傳感器，能夠測(cè)量0℃至100℃的溫度范圍，精度為0.1℃，說(shuō)明硬件連接和信號(hào)處理。14、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的視頻圖像處理系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)圖像縮放、旋轉(zhuǎn)、灰度變換等基本操作。15、在一個(gè)股票交易系統(tǒng)中，需要實(shí)時(shí)記錄每只股票的價(jià)格變化，并能夠快速計(jì)算某一時(shí)間段內(nèi)的股票價(jià)格均值和波動(dòng)率。為了支持這些功能，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是合適的？（）A.滑動(dòng)窗口結(jié)合隊(duì)列B.雙端隊(duì)列結(jié)合堆C.優(yōu)先隊(duì)列結(jié)合棧D.鏈表結(jié)合樹(shù)16、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的高速數(shù)據(jù)緩存系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的快速存儲(chǔ)和讀取，給出存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和控制邏輯。17、使用單片機(jī)設(shè)計(jì)一個(gè)智能灌溉系統(tǒng)，能夠根據(jù)土壤濕度自動(dòng)控制灌溉設(shè)備的開(kāi)啟和關(guān)閉，節(jié)約水資源。18、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。19、設(shè)計(jì)一個(gè)基于Wi-Fi的智能家居安防系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)入侵檢測(cè)、視頻監(jiān)控和報(bào)警功能，闡述系統(tǒng)組成和網(wǎng)絡(luò)配置。20、設(shè)計(jì)一個(gè)基于USBType-C接口的電源傳輸系統(tǒng)，支持PD快充協(xié)議，能夠提供不同的電壓和電流輸出，給出硬件設(shè)計(jì)和協(xié)議實(shí)現(xiàn)。21、設(shè)計(jì)一個(gè)基于運(yùn)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。22、插入排序在小規(guī)模數(shù)據(jù)時(shí)性能較好。以下關(guān)于插入排序的描述，正確的是（）A.對(duì)于近乎有序的數(shù)組，效率很高B.最壞情況下的時(shí)間復(fù)雜度為O(nlogn)C.平均情況下的時(shí)間復(fù)雜度為O(n^2)D.是一種空間復(fù)雜度較高的排序算法23、設(shè)計(jì)一個(gè)集成電路制造工藝中的光刻曝光系統(tǒng)，考慮分辨率、對(duì)準(zhǔn)精度等關(guān)鍵參數(shù)，優(yōu)化系統(tǒng)性能。24、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙Mesh技術(shù)的智能照明控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)燈具的分組控制和場(chǎng)景切換。25、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。26、在一個(gè)多線程環(huán)境中，多個(gè)線程需要同時(shí)訪問(wèn)和修改一個(gè)共享的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。為了保證數(shù)據(jù)的一致性和線程安全，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最合適的？（）A.線程安全的鏈表，通過(guò)加鎖機(jī)制保證并發(fā)訪問(wèn)的正確性B.普通的數(shù)組，需要額外的同步機(jī)制來(lái)保證線程安全C.線程安全的哈希表，提供了內(nèi)置的同步機(jī)制D.樹(shù)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，線程安全實(shí)現(xiàn)難度較大27、平衡二叉樹(shù)是為了改進(jìn)二叉搜索樹(shù)在某些情況下性能不佳而提出的。以下關(guān)于平衡二叉樹(shù)的敘述中，不正確的是（）A.平衡二叉樹(shù)通過(guò)旋轉(zhuǎn)操作保持樹(shù)的平衡B.平衡二叉樹(shù)的左右子樹(shù)高度差絕對(duì)值不超過(guò)1C.插入和刪除操作可能會(huì)導(dǎo)致平衡二叉樹(shù)失去平衡D.平衡二叉樹(shù)的查找效率一定高于二叉搜索樹(shù)28、設(shè)計(jì)一個(gè)具有電源管理功能的集成電路，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)不同電源軌的監(jiān)控和控制，給出電路設(shè)計(jì)和功能驗(yàn)證。29、考慮哈希表這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它通過(guò)哈希函數(shù)將鍵映射到存儲(chǔ)位置。假設(shè)需要快速查找和插入大量的數(shù)據(jù)，并且數(shù)據(jù)的分布比較均勻。以下關(guān)于哈希表的負(fù)載因子，哪個(gè)說(shuō)法是正確的（）A.負(fù)載因子越大，哈希表的性能越好B.負(fù)載因子越小，哈希表的性能越好C.負(fù)載因子對(duì)哈希表的性能沒(méi)有影響D.負(fù)載因子應(yīng)根據(jù)具體情況選擇一個(gè)合適的值30、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字音頻處理中的音頻均衡器參數(shù)自動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)，分析調(diào)整效果。二、綜合題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一個(gè)學(xué)校的教師教學(xué)評(píng)價(jià)管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)教師評(píng)價(jià)信息，如教師編號(hào)、教師姓名、評(píng)價(jià)課程、評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)、評(píng)價(jià)內(nèi)容等。系統(tǒng)要能夠快速查找特定教師的評(píng)價(jià)、按照評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)對(duì)教師進(jìn)行排序、新增評(píng)價(jià)、修改評(píng)價(jià)以及刪除評(píng)價(jià)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，并給出代碼實(shí)現(xiàn)和性能分析。2、（本題5分）一個(gè)在線圖書(shū)館的借閱管理系統(tǒng)需要記錄圖書(shū)信息、讀者信息和借閱記錄，圖書(shū)信息包括圖書(shū)ISBN、書(shū)名、作者、出版社、可借閱狀態(tài)，讀者信息包括讀者ID、姓名、聯(lián)系方式，借閱記錄包括借閱ID、讀者ID、圖書(shū)ISBN、借閱時(shí)間、應(yīng)還時(shí)間。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)管理借閱數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)圖書(shū)的借閱、歸還、續(xù)借操作，查詢讀者的借閱歷史，并統(tǒng)計(jì)逾期未還的圖書(shū)。3、（本題5分）一個(gè)大型圖書(shū)館需要管理其海量的圖書(shū)信息，包括書(shū)名、作者、出版社、出版年份、館藏?cái)?shù)量等。這些信息以二叉搜索樹(shù)的形式存儲(chǔ)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下操作：（1）插入一本新的圖書(shū)信息；（2）刪除某本指定的圖書(shū)信息；（3）查找某作者的所有圖書(shū)；（4）更新某本圖書(shū)的館藏?cái)?shù)量。分析所設(shè)計(jì)算法的時(shí)間復(fù)雜度。4、（本題5分）一個(gè)在線課程平臺(tái)的作業(yè)管理系統(tǒng)需要記錄作業(yè)信息、學(xué)生提交情況和教師批改情況。作業(yè)信息包括作業(yè)ID、課程ID、作業(yè)內(nèi)容、截止時(shí)間，學(xué)生提交情況包括學(xué)生ID、作業(yè)ID、提交時(shí)間、提交內(nèi)容，教師批改情況包括作業(yè)ID、批改時(shí)間、批改分?jǐn)?shù)、評(píng)語(yǔ)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)管理作業(yè)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)作業(yè)的發(fā)布、提交、批改、查詢，并統(tǒng)計(jì)學(xué)生的作業(yè)完成情況。5、（本題5分）某在線考試的監(jiān)考系統(tǒng)需要實(shí)時(shí)監(jiān)控考生的答題狀態(tài)、行為異常和交卷時(shí)間。設(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，保障考試的公平公正和順利進(jìn)行。三、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）簡(jiǎn)述哈希表中處理哈希沖突的開(kāi)放尋址法和鏈地址法的原理及優(yōu)缺點(diǎn)。2、（本題5分）解釋并舉例說(shuō)明在一個(gè)具有n個(gè)元素的順序表中，如何應(yīng)用排序算法解決實(shí)際問(wèn)題，如成績(jī)排名。3、（本題5分）數(shù)組的擴(kuò)容和縮容是如何實(shí)現(xiàn)的？有哪些注意事項(xiàng)？4、（本題5分）解釋遞歸算法的