赤峰應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院《數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)導(dǎo)論》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁赤峰應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院

《數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)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批閱人一、單選題（本大題共30個小題，每小題1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、設(shè)計一個基于運算放大器的比較器陣列電路，能夠同時比較多個輸入信號的大小。2、設(shè)計一個數(shù)字信號編碼方案，如曼徹斯特編碼或差分曼徹斯特編碼，分析編碼效率和抗干擾能力。3、設(shè)計一個簡單的數(shù)字信號調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)ASK、FSK、PSK等調(diào)制方式，給出系統(tǒng)的硬件電路和軟件實現(xiàn)。4、設(shè)計一個基于計數(shù)器的定時器系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)定時啟動、停止和定時時間的設(shè)定功能。5、設(shè)計一個數(shù)字鑒頻器，能夠測量輸入信號的頻率變化，精度達(dá)到10Hz，給出電路結(jié)構(gòu)和工作原理。6、設(shè)計一個基于傳感器的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，能夠同時監(jiān)測溫度、濕度、光照強(qiáng)度等環(huán)境參數(shù)，并通過無線方式傳輸數(shù)據(jù)。7、利用數(shù)字電路技術(shù)，設(shè)計一個智能電梯群控系統(tǒng)，優(yōu)化多部電梯的運行調(diào)度，提高運輸效率。8、設(shè)計一個太陽能充電控制器，能夠?qū)?2V的蓄電池進(jìn)行充電管理，實現(xiàn)過充、過放保護(hù)，描述電路原理和控制策略。9、假設(shè)要實現(xiàn)一個LRU（最近最少使用）緩存淘汰策略，用于管理有限的內(nèi)存空間以存儲經(jīng)常訪問的數(shù)據(jù)。為了有效地實現(xiàn)這個策略，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是關(guān)鍵？（）A.雙向鏈表結(jié)合哈希表B.棧結(jié)合數(shù)組C.隊列結(jié)合樹D.堆結(jié)合鏈表10、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，錯誤的是：（）A.冒泡排序通過不斷比較相鄰元素并交換位置來實現(xiàn)排序B.冒泡排序在最壞情況下的時間復(fù)雜度為O(n^2)C.冒泡排序是一種穩(wěn)定的排序算法D.冒泡排序每次都能將最大的元素移動到數(shù)組的末尾11、棧是一種特殊的線性表，遵循后進(jìn)先出的原則。在程序設(shè)計中，棧有著廣泛的應(yīng)用。例如，在表達(dá)式求值、函數(shù)調(diào)用等場景中經(jīng)常使用棧?？紤]一個表達(dá)式：(3+5)*2-7，使用棧來計算這個表達(dá)式的值。在計算過程中，當(dāng)遇到運算符''時，以下正確的操作是：（）A.直接將''輸出B.從棧中彈出兩個操作數(shù)進(jìn)行乘法運算C.將''壓入棧中D.忽略''，繼續(xù)處理后面的字符12、設(shè)計一個數(shù)字信號調(diào)制解調(diào)電路，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字信號的調(diào)制和解調(diào)，調(diào)制方式為ASK、FSK、PSK等。13、設(shè)計一個具有溫度補(bǔ)償功能的電容式傳感器測量電路，提高測量精度，給出電路設(shè)計和溫度補(bǔ)償算法。14、設(shè)計一個基于單片機(jī)的水質(zhì)凈化設(shè)備控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)水質(zhì)參數(shù)自動控制凈化過程。15、設(shè)計一個音頻混音器，能夠處理8路音頻輸入，實現(xiàn)音量、平衡和效果調(diào)節(jié)，給出系統(tǒng)方案和電路實現(xiàn)。16、設(shè)計一個基于D/A轉(zhuǎn)換器的方波信號發(fā)生器電路，輸出頻率范圍為100Hz-10kHz，占空比可調(diào)。17、在查找算法中，順序查找適用于各種情況。以下關(guān)于順序查找的描述，不正確的是：（）A.順序查找從數(shù)組的第一個元素開始，依次比較每個元素B.順序查找的時間復(fù)雜度為O(n)C.順序查找適用于有序和無序的數(shù)組D.順序查找在元素較多的情況下效率很高18、在排序算法的改進(jìn)和優(yōu)化中，常常結(jié)合多種算法的優(yōu)點。以下關(guān)于混合排序算法的敘述，錯誤的是（）A.可以將快速排序和插入排序結(jié)合，在小規(guī)模數(shù)據(jù)時使用插入排序B.混合排序算法能夠在不同情況下發(fā)揮不同算法的優(yōu)勢，提高整體性能C.設(shè)計混合排序算法時，需要考慮不同算法之間的切換時機(jī)和條件D.混合排序算法一定比單一的排序算法性能更好19、設(shè)計一個基于圖像傳感器的車牌識別系統(tǒng)，能夠自動識別車牌號碼，并將識別結(jié)果進(jìn)行輸出和存儲。20、設(shè)計一個基于陀螺儀和加速度計的姿態(tài)測量系統(tǒng)，能夠?qū)崟r獲取物體的姿態(tài)信息。21、設(shè)計一個數(shù)字信號處理器（DSP）視頻處理電路，能夠?qū)崿F(xiàn)視頻的壓縮、解碼等處理功能。22、在圖的存儲結(jié)構(gòu)中，鄰接矩陣和鄰接表各有優(yōu)缺點，以下關(guān)于它們的比較，錯誤的是：（）A.鄰接矩陣適合表示稠密圖，存儲空間開銷較大；鄰接表適合表示稀疏圖，存儲空間較節(jié)省B.對于判斷兩個節(jié)點是否有邊相連，鄰接矩陣的效率高于鄰接表C.在進(jìn)行圖的遍歷操作時，鄰接表的效率總是高于鄰接矩陣D.鄰接矩陣的空間復(fù)雜度為O(n^2)，鄰接表的空間復(fù)雜度與邊的數(shù)量有關(guān)23、設(shè)計一個基于PLC的制藥廠反應(yīng)釜控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對反應(yīng)溫度、壓力、攪拌速度等參數(shù)的精確控制。24、設(shè)計一個基于數(shù)字電路的交通信號燈控制系統(tǒng)，要求能夠?qū)崿F(xiàn)紅、綠、黃三種燈的交替閃爍，并且可以根據(jù)不同時間段調(diào)整信號燈的工作模式。25、設(shè)計一個通信系統(tǒng)中的卷積編碼和解碼電路，分析其糾錯性能和對系統(tǒng)誤碼率的改善效果。26、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(dá)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)27、運用電子電路知識，設(shè)計一個用于工業(yè)自動化的壓力傳感器信號調(diào)理電路，將傳感器輸出信號轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電壓或電流信號。28、在一個需要對大量數(shù)據(jù)進(jìn)行頻繁插入和刪除操作，并且要求數(shù)據(jù)有序的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能不太適合？（）A.紅黑樹B.鏈表C.平衡二叉樹D.有序數(shù)組29、設(shè)計一個基于藍(lán)牙5.0技術(shù)的無線耳機(jī)系統(tǒng)，具備穩(wěn)定的音頻傳輸、低延遲和長續(xù)航功能。30、設(shè)計一個基于ARM的工業(yè)控制計算機(jī)，實現(xiàn)對工業(yè)生產(chǎn)過程的實時監(jiān)控和控制，描述計算機(jī)的硬件架構(gòu)和軟件系統(tǒng)。二、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一個在線游戲的排行榜系統(tǒng)需要對玩家的得分進(jìn)行實時更新和排名。得分信息以斐波那契堆的形式存儲。請設(shè)計算法實現(xiàn)以下功能：（1）玩家得分增加或減少時更新排名；（2）查找排名前N的玩家；（3）刪除某個玩家的得分記錄；（4）計算排名的平均得分。分析算法的時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。2、（本題5分）一個醫(yī)院的掛號系統(tǒng)需要記錄患者的掛號信息，包括患者姓名、身份證號、掛號科室、醫(yī)生姓名、掛號時間、就診狀態(tài)等。請設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來管理這些掛號數(shù)據(jù)，支持快速查找患者的掛號記錄、按照科室或醫(yī)生分類查詢、更新就診狀態(tài)，并統(tǒng)計每個科室的掛號人數(shù)。3、（本題5分）一個在線音樂制作平臺需要管理用戶上傳的音樂作品、音效素材和項目文件。設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來優(yōu)化存儲和檢索，方便用戶創(chuàng)作和分享。4、（本題5分）一個科研項目需要對大量的實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，數(shù)據(jù)包括不同實驗條件下的測量值、時間戳等。設(shè)計合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲和管理這些數(shù)據(jù)，以便能夠快速地進(jìn)行數(shù)據(jù)篩選、統(tǒng)計分析和結(jié)果可視化。5、（本題5分）某城市的交通流量監(jiān)測系統(tǒng)需要對各個路口的車流量進(jìn)行統(tǒng)計和分析。路口信息和車流量數(shù)據(jù)以廣義表的形式存儲。請設(shè)計算法實現(xiàn)以下功能：（1）統(tǒng)計某個時間段內(nèi)某個路口的車流量；（2）找出車流量最大的路口；（3）當(dāng)路口設(shè)置發(fā)生變化時，更新數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；（4）按照車流量對路口進(jìn)行排序。分析算法的時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。三、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）詳細(xì)闡述在一個具有n個元素的堆中，如何查找最大的k個元素。2、（本題5分）解釋二叉樹的前序遍歷、中序遍歷和后序遍歷的概念，分別給出三種遍歷的算法步驟，并舉例說明如何通過遍歷結(jié)果還原二叉樹。3、（本題5分）分析在字符串匹配中，基于字典樹的改進(jìn)算法和應(yīng)用。4、（本題5分）探討在一個具有n個頂點的無向圖中，如何求解最大團(tuán)問