山東華宇工學院《數(shù)據(jù)分析與數(shù)據(jù)挖掘》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頁山東華宇工學院

《數(shù)據(jù)分析與數(shù)據(jù)挖掘》2023-2024學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個小題，每小題1分，共15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、運用電子信息工程知識，設計一個智能電網(wǎng)的分布式能源管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對太陽能、風能等分布式能源的有效整合和管理。2、設計一個基于單片機的電子秤系統(tǒng)，能夠測量物體的重量，并具有去皮、計價等功能。3、設計一個基于單片機的智能車位引導系統(tǒng)，能夠?qū)崟r顯示停車場內(nèi)的車位占用情況，并引導車輛快速找到空閑車位。4、在樹型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，二叉樹是一種重要的類型。以下關(guān)于滿二叉樹的描述，不正確的是（）A.每一層上的節(jié)點數(shù)都達到最大值B.葉子節(jié)點都在最底層C.滿二叉樹一定是完全二叉樹D.滿二叉樹的節(jié)點總數(shù)一定是奇數(shù)5、設計一個數(shù)字存儲示波器高速采樣與觸發(fā)優(yōu)化電路，能夠?qū)崿F(xiàn)更高的采樣率和更準確的觸發(fā)，提高測量精度。6、設計一個集成電路制造工藝中的離子注入工藝參數(shù)優(yōu)化方案，提高注入的均勻性和準確性。7、采用模擬電子技術(shù)設計一個電壓跟隨器，提高電路的輸入阻抗和輸出穩(wěn)定性。8、設計一個射頻電路中的濾波器性能優(yōu)化方案，包括帶寬、插入損耗和帶外抑制等指標。9、運用通信網(wǎng)絡原理，設計一個物流配送中心的貨物跟蹤系統(tǒng)的網(wǎng)絡方案，實時掌握貨物位置和狀態(tài)。10、設計一個基于STM32的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，能夠連接多種傳感器并將數(shù)據(jù)上傳到云平臺，說明系統(tǒng)架構(gòu)和通信協(xié)議轉(zhuǎn)換。11、在一個交通流量監(jiān)測系統(tǒng)中，需要實時記錄不同路段的車輛數(shù)量，并能夠快速地找出車輛數(shù)量最多的路段和最少的路段。此外，還需要能夠動態(tài)地更新路段的車輛數(shù)量信息。對于這樣的需求，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)最為合適？（）A.優(yōu)先隊列，能夠快速獲取最大或最小元素B.紅黑樹，保持數(shù)據(jù)的有序性并支持高效的插入和刪除C.跳表，實現(xiàn)快速的查找、插入和刪除操作D.線段樹，用于處理區(qū)間的統(tǒng)計和更新問題12、利用傳感器設計一個自動照明控制系統(tǒng)，根據(jù)環(huán)境光線強度自動控制燈光的開啟和關(guān)閉，并可以調(diào)節(jié)燈光亮度。13、字符串是一種常見的數(shù)據(jù)類型，在字符串的操作中，模式匹配是重要的問題。關(guān)于樸素的模式匹配算法，以下描述錯誤的是（）A.時間復雜度較高B.從主串的第一個字符開始依次匹配C.每次匹配失敗后，模式串需要回溯到起始位置D.是一種高效的模式匹配算法14、以下哪種排序算法在平均情況下和最壞情況下的時間復雜度差異最大？（）A.冒泡排序B.插入排序C.快速排序D.選擇排序15、設計一個基于數(shù)字信號處理的語音加密與解密系統(tǒng)，保障語音通信的安全。二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）深入分析在具有n個頂點的圖中，如何進行拓撲排序以確定任務的執(zhí)行順序，并說明其應用場景。2、（本題5分）解釋如何在一個具有n個頂點的有向圖中，使用拓撲排序算法判斷是否存在有向環(huán)，并分析其時間復雜度和空間復雜度。3、（本題5分）解釋如何判斷一個字符串是否為回文，給出算法步驟和實現(xiàn)代碼，并分析其時間復雜度。4、（本題5分）在一個鏈表中，如何實現(xiàn)鏈表的復制操作？三、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一家在線醫(yī)療平臺需要管理患者的病歷信息、診斷結(jié)果和治療方案。病歷信息包括患者ID、基本信息、癥狀描述，診斷結(jié)果包括診斷ID、患者ID、診斷結(jié)論，治療方案包括方案ID、患者ID、治療步驟。設計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲這些醫(yī)療數(shù)據(jù)，實現(xiàn)患者信息的快速查詢、診斷結(jié)果的對比分析、治療方案的跟蹤，并保障數(shù)據(jù)的安全性和隱私性。2、（本題5分）某旅游預訂平臺需要管理酒店的房間信息、預訂狀態(tài)和價格。設計一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，能夠快速地查詢可預訂房間、處理預訂操作，并根據(jù)預訂情況動態(tài)調(diào)整價格。3、（本題5分）某公司的員工管理系統(tǒng)需要存儲員工的基本信息，如員工編號、姓名、年齡、職位、工資等。系統(tǒng)要能夠快速查找特定員工的信息、按照工資高低對員工進行排序、新增和刪除員工記錄，并且支持對員工信息的修改。請確定合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細闡述如何實現(xiàn)這些功能，包括算法設計和代碼實現(xiàn)，以及對性能的分析。4、（本題5分）一個在線教育平臺的作業(yè)批改系統(tǒng)需要記錄學生的作業(yè)提交情況、批改結(jié)果和教師評語。設計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來方便教師查閱和統(tǒng)計學生的作業(yè)表現(xiàn)。5、（本題5分）某城市的公交系統(tǒng)需要記錄公交線路和站點信息。每條公交線路有線路編號、起點站、終點站、途經(jīng)站點列表等。請設計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲這些公交信息，實現(xiàn)線路的快速查詢、站點的添加和刪除、統(tǒng)計經(jīng)過特定站點的線路數(shù)量，并規(guī)劃最優(yōu)乘車路線。四、設計題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）設計一個哈夫曼編碼系統(tǒng)，對給定的字符及其出現(xiàn)頻率進行編碼和解碼，計算編碼后的平均碼長。2、（本題10分）使用鏈表和堆的組