西安電子科技大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法分析》2019-2020學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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2019-2020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、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。2、設(shè)計(jì)一個(gè)基于DSP的音頻特效處理系統(tǒng)，如混響、回聲等，給出算法流程和效果展示。3、在一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的緩沖區(qū)管理中，需要有效地存儲(chǔ)和替換緩沖區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)頁(yè)，以提高數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)性能。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法常用于緩沖區(qū)的管理？（）A.LRU（最近最少使用）算法和鏈表B.FIFO（先進(jìn)先出）算法和隊(duì)列C.MRU（最近最多使用）算法和棧D.Random（隨機(jī)）算法和數(shù)組4、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。5、考慮哈希沖突的解決方法，開(kāi)放定址法和鏈地址法是常見(jiàn)的策略。假設(shè)一個(gè)哈希表的負(fù)載較高，容易發(fā)生沖突。以下哪種方法在這種情況下可能表現(xiàn)更好（）A.開(kāi)放定址法B.鏈地址法C.兩種方法效果相同D.無(wú)法確定6、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ADC和DAC的模擬信號(hào)采集與回放系統(tǒng)，能夠?qū)σ纛l范圍內(nèi)的模擬信號(hào)進(jìn)行采集、數(shù)字化處理和回放，給出系統(tǒng)架構(gòu)和性能指標(biāo)分析。7、堆是一種特殊的樹(shù)形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，常用于實(shí)現(xiàn)優(yōu)先隊(duì)列。以下關(guān)于堆的描述，錯(cuò)誤的是：（）A.大頂堆中每個(gè)節(jié)點(diǎn)的值都大于或等于其子節(jié)點(diǎn)的值，小頂堆則相反B.可以用數(shù)組來(lái)實(shí)現(xiàn)堆，通過(guò)計(jì)算索引可以方便地進(jìn)行堆的操作C.堆排序利用堆的特性，將數(shù)組構(gòu)建成堆，然后依次取出堆頂元素得到排序結(jié)果D.堆的插入和刪除操作的時(shí)間復(fù)雜度都為O(logn)，且堆的空間復(fù)雜度總是高于其他線性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)8、設(shè)計(jì)一個(gè)光控開(kāi)關(guān)電路，當(dāng)環(huán)境光照強(qiáng)度低于一定值時(shí)，自動(dòng)打開(kāi)照明設(shè)備，當(dāng)光照強(qiáng)度高于一定值時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉照明設(shè)備。9、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的溫度監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)采集環(huán)境溫度，當(dāng)溫度超過(guò)設(shè)定閾值時(shí)，啟動(dòng)相應(yīng)的降溫或升溫設(shè)備。10、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字電路的簡(jiǎn)單密碼鎖系統(tǒng)，要求能夠通過(guò)輸入正確的數(shù)字密碼解鎖，密碼錯(cuò)誤時(shí)有報(bào)警提示，且密碼可修改。11、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路中的移位寄存器應(yīng)用系統(tǒng)，如數(shù)據(jù)緩存和串行并行轉(zhuǎn)換。12、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的智能電表系統(tǒng)，能夠測(cè)量電壓、電流、功率、電量等參數(shù)，并具備遠(yuǎn)程抄表功能。13、設(shè)計(jì)一個(gè)基于光電傳感器和計(jì)數(shù)器的物體運(yùn)動(dòng)速度測(cè)量系統(tǒng)，準(zhǔn)確測(cè)量物體的運(yùn)動(dòng)速度。14、運(yùn)用集成電路設(shè)計(jì)流程，設(shè)計(jì)一款用于工業(yè)控制的數(shù)字信號(hào)處理器芯片，滿足實(shí)時(shí)性和高精度要求。15、在選擇排序算法時(shí)，需要考慮多種因素，如數(shù)據(jù)規(guī)模、數(shù)據(jù)特點(diǎn)、時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度等。對(duì)于一個(gè)基本有序的數(shù)組，以下哪種排序算法的性能較好：（）A.冒泡排序B.快速排序C.插入排序D.選擇排序16、設(shè)計(jì)一個(gè)無(wú)線通信模塊遠(yuǎn)距離傳輸電路，能夠?qū)崿F(xiàn)更遠(yuǎn)距離的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸，傳輸距離達(dá)到1公里以上。17、在排序算法的穩(wěn)定性方面，插入排序是一種穩(wěn)定的排序算法。這意味著在排序過(guò)程中（）A.相同元素的相對(duì)順序不會(huì)改變B.排序速度較快C.不需要額外的存儲(chǔ)空間D.以上都不是18、設(shè)計(jì)一個(gè)基于LoRaWAN的物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備，實(shí)現(xiàn)低功耗遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸，給出硬件架構(gòu)和軟件流程。19、設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的無(wú)線通信系統(tǒng)，采用合適的調(diào)制解調(diào)方式，實(shí)現(xiàn)短距離的數(shù)據(jù)傳輸，包括發(fā)射端和接收端的電路設(shè)計(jì)以及通信協(xié)議的制定。20、設(shè)計(jì)一個(gè)基于PLC的食品加工生產(chǎn)線控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)食品的加工、包裝、質(zhì)量檢測(cè)等環(huán)節(jié)的自動(dòng)化控制。21、設(shè)計(jì)一個(gè)基于無(wú)線通信技術(shù)的智能農(nóng)業(yè)灌溉控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)土壤濕度和氣象條件自動(dòng)控制灌溉水量和時(shí)間。22、設(shè)計(jì)一個(gè)基于無(wú)線通信技術(shù)的智能物流跟蹤與管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)貨物運(yùn)輸過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)控和調(diào)度。23、設(shè)計(jì)一個(gè)基于模擬乘法器和運(yùn)放的有效值測(cè)量電路，能夠測(cè)量交流信號(hào)的有效值。24、假設(shè)正在設(shè)計(jì)一個(gè)內(nèi)存管理系統(tǒng)，需要有效地分配和回收內(nèi)存塊，并能夠快速地查找合適大小的空閑內(nèi)存區(qū)域。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法常用于解決內(nèi)存管理的問(wèn)題？（）A.伙伴系統(tǒng)和首次適應(yīng)算法B.堆排序和最佳適應(yīng)算法C.冒泡排序和最壞適應(yīng)算法D.快速排序和循環(huán)首次適應(yīng)算法25、利用數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)選擇器和分配器，能夠根據(jù)控制信號(hào)選擇和分配輸入數(shù)據(jù)。二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）數(shù)組作為一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有哪些特點(diǎn)？在什么情況下適合使用數(shù)組，什么情況下不適合？2、（本題5分）什么是二叉搜索樹(shù)的插入操作的自平衡優(yōu)化方法？請(qǐng)舉例說(shuō)明。3、（本題5分）在一個(gè)具有n個(gè)頂點(diǎn)的無(wú)向圖中，如何判斷兩個(gè)頂點(diǎn)之間是否存在簡(jiǎn)單路徑，給出一種有效的算法并分析其時(shí)間復(fù)雜度。4、（本題5分）解釋數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中棧的應(yīng)用場(chǎng)景，如函數(shù)調(diào)用棧的模擬、深度優(yōu)先搜索的非遞歸實(shí)現(xiàn)等，并說(shuō)明其原理。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，使用跳表結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)用戶的登錄時(shí)間信息，實(shí)現(xiàn)快速查找特定用戶最近的登錄時(shí)間。2、（本題5分）分析在字符串匹配中，結(jié)合多種算法提高匹配效率的設(shè)計(jì)方案。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)算法，使用暴力匹配和KMP算法對(duì)兩個(gè)字符串進(jìn)行匹配，比較其效率。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，用鄰接表表示一個(gè)帶權(quán)有向圖，實(shí)現(xiàn)最大流算法。5、（本題5分）評(píng)估跳表在大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中的可擴(kuò)展性，設(shè)計(jì)相應(yīng)的測(cè)試方案。四、綜合題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）某餐廳的菜單管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)菜品信息，如菜品編號(hào)、菜品名稱、菜品價(jià)格、菜品分類、銷量等。系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)快速查找特定菜品、按照銷量對(duì)菜品進(jìn)行排序、新增菜品、修改菜品信息以及刪除菜品。請(qǐng)確定合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)闡述算法和代碼實(shí)現(xiàn)，同時(shí)討論性能優(yōu)化方法。2、（本題10分）某公司的員工管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)員工的個(gè)人信息，如姓名、工號(hào)、部門(mén)、職位、薪資等。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)員工信息，支持按部門(mén)、職位等條件進(jìn)行快速查詢和排序，并能夠方便地進(jìn)行員工信息的添加、刪除和修改操作。3、（本題10分）