清華大學《數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)庫》2023-2024學年第一學期期末試卷

學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁清華大學

《數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)庫》2023-2024學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個小題，每小題2分，共40分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、設(shè)計一個基于運算放大器的電壓跟隨器電路，具有高輸入阻抗和低輸出阻抗特性。2、設(shè)計一個基于PLC的熱電廠鍋爐控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對鍋爐水位、蒸汽壓力、溫度等參數(shù)的自動控制。3、利用數(shù)字電路技術(shù)，設(shè)計一個智能停車場管理系統(tǒng)，實現(xiàn)車輛的自動識別、車位引導(dǎo)和收費管理。4、設(shè)計一個基于ADC和DAC的模擬信號采集與回放系統(tǒng)，能夠?qū)σ纛l范圍內(nèi)的模擬信號進行采集、數(shù)字化處理和回放，給出系統(tǒng)架構(gòu)和性能指標分析。5、想象一個需要對大量文本進行詞頻統(tǒng)計的任務(wù)，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以高效地存儲和查詢詞頻信息？（）A.二叉樹，構(gòu)建和查詢效率一般B.哈希表，能夠快速插入和查找詞頻C.鏈表，插入和查找操作效率低D.數(shù)組，不便于動態(tài)添加和查找不同的詞6、在一個實時數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中，需要不斷地接收新的數(shù)據(jù)，并在固定的時間間隔內(nèi)計算數(shù)據(jù)的平均值、中位數(shù)和標準差等統(tǒng)計信息。為了高效地完成這些計算，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最合適的？（）A.雙端隊列，存儲最新的數(shù)據(jù)B.優(yōu)先隊列，快速獲取最大和最小數(shù)據(jù)C.循環(huán)隊列，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的輪轉(zhuǎn)存儲D.有序數(shù)組，便于進行統(tǒng)計計算7、在一個用數(shù)組實現(xiàn)的小頂堆中，刪除堆頂元素后，為了保持堆的性質(zhì)，需要進行的調(diào)整操作的時間復(fù)雜度為？（）A.O(1)B.O(logn)C.O(n)D.O(nlogn)8、設(shè)計一個簡單的光通信收發(fā)模塊，工作波長為850nm，傳輸速率為1Gbps，說明模塊的組成和關(guān)鍵技術(shù)。9、設(shè)計一個數(shù)字電路中的可編程邏輯陣列（PLA）實現(xiàn)邏輯函數(shù)的方案，分析資源利用率。10、設(shè)計一個基于Wi-Fi的智能家電控制系統(tǒng)，能夠通過手機APP遠程控制家中的電視、空調(diào)、冰箱等家電設(shè)備的開關(guān)和工作模式。11、在排序算法中，冒泡排序是一種簡單的排序方法。以下關(guān)于冒泡排序的描述，不正確的是（）A.每次比較相鄰的兩個元素，將較大的元素向后移動B.經(jīng)過n-1輪比較，就可以將數(shù)組排序完成C.冒泡排序的時間復(fù)雜度為O(n2)，在所有情況下性能都較差D.冒泡排序是一種穩(wěn)定的排序算法12、設(shè)計一個電子秤擴展電路，能夠增加電子秤的測量范圍和精度，并且具有去皮和累計功能。13、設(shè)計一個基于FPGA的數(shù)字信號調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)，支持多種調(diào)制方式如QAM、OFDM等，給出硬件實現(xiàn)和性能測試。14、設(shè)計一個程控交換系統(tǒng)中的呼叫處理模塊，實現(xiàn)呼叫的建立、保持和釋放功能，考慮信令交互和資源管理。15、設(shè)計一個基于RFID技術(shù)的物品識別與管理系統(tǒng)，能夠快速準確地讀取標簽信息并進行數(shù)據(jù)處理。16、設(shè)計一個基于無線通信技術(shù)的智能農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測與灌溉控制系統(tǒng)，實現(xiàn)精準農(nóng)業(yè)管理。17、設(shè)計一個基于PLC的污水處理控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對污水的處理過程進行自動控制，包括加藥、攪拌、沉淀等環(huán)節(jié)。18、設(shè)計一個通信系統(tǒng)擴頻模塊的性能測試方案，包括擴頻增益、抗干擾能力等指標的測量。19、設(shè)計一個簡單的無線充電器，能夠為手機等設(shè)備進行無線充電，給出充電器的電路原理和設(shè)計參數(shù)。20、設(shè)計一個音頻濾波器組，實現(xiàn)對不同頻段音頻的分離和處理，給出電路結(jié)構(gòu)和濾波器參數(shù)設(shè)計。二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）解釋數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中棧的應(yīng)用場景，如回溯算法、迷宮求解等，并說明其原理。2、（本題5分）闡述如何在一個有向圖中進行可達性分析，即判斷一個頂點是否可以到達另一個頂點，給出算法步驟和實現(xiàn)代碼，并分析其時間復(fù)雜度。3、（本題5分）解釋如何在一個鏈表中刪除所有值為指定值的節(jié)點，給出算法步驟和實現(xiàn)代碼，并分析其時間復(fù)雜度。三、設(shè)計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，用于管理一個停車場的臨時車位預(yù)訂系統(tǒng)，支持用戶在線預(yù)訂臨時車位。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)計方案。3、（本題5分）研究伸展樹在數(shù)據(jù)局部性較好情況下的性能優(yōu)勢，設(shè)計測試用例。4、（本題5分）設(shè)計一個程序，使用順序存儲結(jié)構(gòu)實現(xiàn)線性表的插入、刪除和查找操作，并分析其時間復(fù)雜度。5、（本題5分）設(shè)計一個算法，計算無向圖中兩個頂點之間的所有簡單路徑。四、綜合題（本大題共2個小題，共20分)1、（本題10分）一個在線學習平臺需要管理課程信息，包括課程編號、課程名稱、授課教師、課程簡介、選課人數(shù)等。平臺要實現(xiàn)快速查找特定課程、按照選課人數(shù)對課程進行排序、新增和刪除課程，以及修改課程信息的功能。請設(shè)計相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，并給出完整的代碼實現(xiàn)，同時討論其時間和空