煙臺(tái)大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密自覺遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密封線第1頁(yè)，共3頁(yè)煙臺(tái)大學(xué)

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題2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ZigBee技術(shù)的智能溫室控制系統(tǒng)，能夠調(diào)節(jié)溫室內(nèi)的溫度、濕度、光照和二氧化碳濃度。2、選擇排序是另一種常見的排序算法。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3、設(shè)計(jì)一個(gè)太陽(yáng)能熱水器控制器節(jié)能優(yōu)化電路，能夠根據(jù)天氣情況和用戶需求自動(dòng)優(yōu)化熱水器的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能優(yōu)化。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、考慮到一個(gè)在線游戲的排行榜系統(tǒng)，需要根據(jù)玩家的得分實(shí)時(shí)更新排名，并能夠快速獲取前幾名玩家的信息。在這種情況下，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)能夠有效地支持排名的動(dòng)態(tài)更新和高效查詢？（）A.平衡二叉樹B.斐波那契堆C.完全二叉樹D.伸展樹6、想象一個(gè)地圖應(yīng)用，需要存儲(chǔ)不同地點(diǎn)之間的距離信息，并能夠快速找到兩個(gè)地點(diǎn)之間的最短路徑。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的組合可能是最有效的？（）A.鄰接矩陣結(jié)合深度優(yōu)先搜索算法，能表示完整的圖結(jié)構(gòu)，但對(duì)于大規(guī)模圖效率較低B.鄰接表結(jié)合廣度優(yōu)先搜索算法，節(jié)省空間，適合查找最短路徑C.十字鏈表結(jié)合迪杰斯特拉算法，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)難度大D.哈希圖結(jié)合A*算法，適用于復(fù)雜的啟發(fā)式搜索，但對(duì)簡(jiǎn)單地圖可能過(guò)于復(fù)雜7、設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，工作頻率在ISM頻段，傳輸距離不小于100米，數(shù)據(jù)傳輸速率不低于1Mbps，說(shuō)明系統(tǒng)組成和關(guān)鍵技術(shù)。8、設(shè)計(jì)一個(gè)基于鎖相環(huán)的頻率合成器電路，輸出頻率范圍為100kHz-1GHz，頻率分辨率不大于1kHz，相位噪聲小于-100dBc/Hz@1kHz偏移。9、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙低能耗（BLE）的智能手環(huán)，能夠監(jiān)測(cè)心率、運(yùn)動(dòng)步數(shù)和睡眠質(zhì)量，并與手機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)同步，說(shuō)明硬件設(shè)計(jì)和軟件架構(gòu)。10、設(shè)計(jì)一個(gè)基于Wi-Fi的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，使用攝像頭采集圖像，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將圖像傳輸?shù)竭h(yuǎn)程客戶端進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。11、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字頻率計(jì)數(shù)器擴(kuò)展電路，能夠?qū)㈩l率計(jì)的測(cè)量范圍擴(kuò)展到1GHz，精度為±1Hz。12、對(duì)于一個(gè)具有n個(gè)節(jié)點(diǎn)的完全二叉樹，其葉子節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)大約為？（）A.n/2B.n/4C.log2nD.n/2-113、設(shè)計(jì)一個(gè)無(wú)線通信衰落信道的模擬模型，能夠產(chǎn)生不同類型的衰落信號(hào)，用于系統(tǒng)性能測(cè)試。14、設(shè)計(jì)一個(gè)無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，采用藍(lán)牙技術(shù)實(shí)現(xiàn)短距離數(shù)據(jù)傳輸，傳輸速率不低于1Mbps，有效傳輸距離不小于10米。15、設(shè)計(jì)一個(gè)低通濾波器電路，截止頻率為1kHz，通帶波紋小于1dB，阻帶衰減不小于40dB，輸入信號(hào)頻率范圍為0-5kHz。二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）解釋線段樹在處理區(qū)間查詢時(shí)的時(shí)間復(fù)雜度優(yōu)化方法。2、（本題5分）論述如何利用深度優(yōu)先搜索算法判斷圖是否為連通圖，并給出相應(yīng)的代碼實(shí)現(xiàn)思路。3、（本題5分）比較折半查找、順序查找和二叉排序樹查找三種查找算法的性能，包括時(shí)間復(fù)雜度和適用場(chǎng)景。三、綜合題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）在一個(gè)社交媒體平臺(tái)中，需要管理用戶的關(guān)注關(guān)系和發(fā)布的動(dòng)態(tài)信息。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)用戶之間的關(guān)注關(guān)系和動(dòng)態(tài)信息，支持快速查詢用戶的關(guān)注者和被關(guān)注者列表，以及獲取用戶發(fā)布的最新動(dòng)態(tài)，并能夠高效地推送動(dòng)態(tài)給關(guān)注者。2、（本題5分）某電商平臺(tái)的物流配送路徑規(guī)劃系統(tǒng)需要存儲(chǔ)配送地點(diǎn)和路徑信息，包括地點(diǎn)編號(hào)、地點(diǎn)名稱、經(jīng)度、緯度、相鄰地點(diǎn)等。系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)快速查找最短配送路徑、按照距離對(duì)配送地點(diǎn)進(jìn)行排序、新增配送地點(diǎn)、修改路徑信息。請(qǐng)選擇恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)說(shuō)明算法和代碼實(shí)現(xiàn)，以及性能評(píng)估。3、（本題5分）一個(gè)城市的公共交通系統(tǒng)需要實(shí)時(shí)跟蹤公交車的位置和行駛路線，為乘客提供準(zhǔn)確的到站時(shí)間預(yù)測(cè)。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，能夠高效地處理車輛位置信息，計(jì)算到站時(shí)間。4、（本題5分）某電商倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)貨物的種類、數(shù)量、存放位置和入庫(kù)出庫(kù)時(shí)間等信息。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)貨物信息，支持貨物的入庫(kù)、出庫(kù)、盤點(diǎn)和庫(kù)存查詢操作，并能夠根據(jù)貨物的入庫(kù)時(shí)間和保質(zhì)期進(jìn)行優(yōu)先出庫(kù)處理。5、（本題5分）某電商平臺(tái)的商品推薦系統(tǒng)需要根據(jù)用戶的瀏覽歷史、購(gòu)買記錄和收藏行為為用戶推薦相關(guān)商品。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)和分析這些用戶行為數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化的商品推薦算法，能夠?qū)崟r(shí)更新推薦結(jié)果以適應(yīng)用戶興趣的變化。四、設(shè)計(jì)題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）設(shè)計(jì)一個(gè)算法，在一個(gè)二叉樹中