上海電影藝術(shù)職業(yè)學(xué)院《數(shù)據(jù)科學(xué)與工程導(dǎo)論》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

站名：站名：年級專業(yè)：姓名：學(xué)號：凡年級專業(yè)、姓名、學(xué)號錯寫、漏寫或字跡不清者，成績按零分記?！堋狻€…………第1頁，共1頁上海電影藝術(shù)職業(yè)學(xué)院《數(shù)據(jù)科學(xué)與工程導(dǎo)論》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)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2分，共30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、當處理一個動態(tài)增長和收縮的數(shù)據(jù)集合時，例如一個不斷有元素插入和刪除的集合，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在空間利用和操作效率上可能表現(xiàn)更優(yōu)（）A.數(shù)組B.鏈表C.哈希表D.二叉搜索樹2、設(shè)計一個基于單片機的智能水溫控制系統(tǒng)，用于熱水器或工業(yè)設(shè)備的水溫控制。3、設(shè)計一個基于單片機的溫度控制系統(tǒng)，能夠?qū)崟r監(jiān)測環(huán)境溫度，并通過控制加熱或制冷設(shè)備將溫度穩(wěn)定在設(shè)定范圍內(nèi)，給出硬件電路和軟件程序設(shè)計。4、設(shè)計一個基于熱電偶的溫度測量系統(tǒng)，能夠測量較高溫度范圍，并對測量結(jié)果進行冷端補償和線性化處理。5、設(shè)計一個無線通信收發(fā)系統(tǒng)，工作頻率在2.4GHz，采用FSK調(diào)制解調(diào)方式，通信距離達到100米，詳細闡述系統(tǒng)的硬件設(shè)計和軟件實現(xiàn)。6、設(shè)計一個數(shù)字溫度計，采用DS18B20溫度傳感器，能夠通過液晶顯示屏顯示溫度值，說明硬件連接和軟件編程。7、設(shè)計一個基于數(shù)字鎖相環(huán)和分頻器的時鐘信號生成系統(tǒng)，產(chǎn)生各種頻率的時鐘信號。8、基于通信原理設(shè)計一個數(shù)字通信系統(tǒng)，包括信源編碼、信道編碼、調(diào)制解調(diào)等模塊，給出系統(tǒng)性能評估。9、設(shè)計一個基于藍牙和傳感器的可穿戴健康監(jiān)測設(shè)備，實時監(jiān)測心率、體溫等生理參數(shù)。10、假設(shè)正在設(shè)計一個內(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11、設(shè)計一個數(shù)字示波器探頭電路，能夠?qū)⑤斎胄盘栟D(zhuǎn)換為適合示波器測量的信號，并且具有衰減和補償功能。12、快速排序是一種高效的排序算法，具有較好的平均性能。以下關(guān)于快速排序的描述，錯誤的是：（）A.快速排序通過選擇一個基準元素，將數(shù)組分為小于和大于基準元素的兩部分，然后對這兩部分分別遞歸排序B.快速排序在最壞情況下的時間復(fù)雜度為O(n^2)，但這種情況很少出現(xiàn)C.快速排序的空間復(fù)雜度主要取決于遞歸調(diào)用的棧空間，通常為O(logn)D.快速排序是一種穩(wěn)定的排序算法，能夠保證相同元素的相對順序不變13、設(shè)計一個用于工業(yè)自動化的激光測距系統(tǒng)，測量精度達到毫米級，給出系統(tǒng)組成和測量算法。14、利用數(shù)字電路技術(shù)，設(shè)計一個圖書館自助借還書系統(tǒng)，實現(xiàn)圖書的自動借閱、歸還和管理。15、設(shè)計一個基于數(shù)字濾波器和單片機的電機噪聲抑制系統(tǒng)，降低電機運行時的噪聲。二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）論述如何在一個字符串中查找最長不重復(fù)子串，給出算法思路和代碼實現(xiàn)。2、（本題5分）對于一個用數(shù)組實現(xiàn)的隊列，解釋如何進行入隊和出隊操作，分析在隊列滿時的處理方式和可能存在的問題。3、（本題5分）詳細說明在排序算法的比較中，如何從時間復(fù)雜度、空間復(fù)雜度和穩(wěn)定性等方面進行綜合評估。三、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某在線寵物領(lǐng)養(yǎng)平臺需要記錄寵物的信息、領(lǐng)養(yǎng)人的申請和審核狀態(tài)。設(shè)計一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，確保寵物能夠找到合適的領(lǐng)養(yǎng)家庭。2、（本題5分）某在線電影票務(wù)系統(tǒng)需要處理影片信息、場次安排、座位預(yù)訂和票房統(tǒng)計。設(shè)計合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，實現(xiàn)票務(wù)銷售的高效管理。3、（本題5分）某餐廳的菜單管理系統(tǒng)需要存儲菜品信息，如菜品編號、菜品名稱、菜品價格、菜品分類、銷量等。系統(tǒng)要實現(xiàn)快速查找特定菜品、按照銷量對菜品進行排序、新增菜品、修改菜品信息以及刪除菜品。請確定合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細闡述算法和代碼實現(xiàn)，同時討論性能優(yōu)化方法。4、（本題5分）某電商平臺需要對商品的銷售數(shù)據(jù)進行分析和處理。銷售數(shù)據(jù)包括商品編號、銷售數(shù)量、銷售日期等信息。請設(shè)計合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲這些數(shù)據(jù)，并實現(xiàn)以下功能：快速查找特定商品在某段時間內(nèi)的銷售總量；按照銷售數(shù)量對商品進行排序；能夠方便地插入和刪除銷售記錄。請詳細描述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的選擇、算法設(shè)計以及代碼實現(xiàn)。5、（本題5分）某在線音樂教學(xué)平臺需要記錄課程信息、學(xué)生信息、學(xué)習(xí)進度、作業(yè)完成情況等。設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來支持教學(xué)過程的管理，實現(xiàn)課程安排、學(xué)生學(xué)習(xí)情況跟蹤、作業(yè)批改和成績統(tǒng)計，能夠為學(xué)生提供個性化的學(xué)習(xí)方案。四、設(shè)計題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）設(shè)計一個程序