中北大學(xué)《數(shù)據(jù)管理原理與技術(shù)》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(cuò)寫、漏寫或字跡不清者，成績按零分記?！堋狻€…………第1頁，共1頁中北大學(xué)《數(shù)據(jù)管理原理與技術(shù)》

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(gè)小題，每小題1分，共15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)音頻放大器功率擴(kuò)展電路，能夠增加放大器的輸出功率，滿足更大功率的音頻播放需求。2、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻濾波器自動(dòng)切換電路，能夠根據(jù)輸入音頻信號的類型自動(dòng)切換不同的濾波器，提高音頻處理效果。3、考慮用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)一個(gè)表達(dá)式求值的算法，例如計(jì)算中綴表達(dá)式的值。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)組合可能是最有效的（）A.棧和隊(duì)列B.棧和二叉樹C.隊(duì)列和哈希表D.棧和鏈表4、設(shè)計(jì)一個(gè)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(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。5、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電壓表擴(kuò)展電路，能夠增加電壓表的測量范圍和精度，并且具有自動(dòng)量程切換功能。6、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)量檢測等環(huán)節(jié)的自動(dòng)化控制。7、運(yùn)用通信網(wǎng)絡(luò)原理，設(shè)計(jì)一個(gè)智能倉儲(chǔ)物流的無線定位系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)貨物和搬運(yùn)設(shè)備的精確定位。8、設(shè)計(jì)一個(gè)基于音頻功率放大器芯片的音響系統(tǒng)，輸出功率不小于50W，具備高低音調(diào)節(jié)功能。9、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻功率放大器，要求在一定負(fù)載下輸出較大功率，且具有良好的音質(zhì)，提供電路設(shè)計(jì)和性能測試。10、考慮一個(gè)航班預(yù)訂系統(tǒng)，需要存儲(chǔ)不同航班的信息，包括航班號、起降時(shí)間、座位數(shù)量等，并能夠快速地根據(jù)航班號、起降地點(diǎn)等條件進(jìn)行查詢和預(yù)訂操作。在這種情況下，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的組合可能是最優(yōu)的？（）A.二分查找算法和二叉搜索樹B.哈希表和線性探測解決沖突C.冒泡排序和鏈表D.選擇排序和數(shù)組11、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)控制信號選擇和分配輸入數(shù)據(jù)。12、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。這意味著在排序過程中（）A.相同元素的相對順序不會(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13、設(shè)計(jì)一個(gè)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(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)管理。14、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路中同步時(shí)序電路和異步時(shí)序電路的性能比較系統(tǒng)，分析在不同應(yīng)用場景下的優(yōu)劣。15、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的智能灌溉系統(tǒng)，能夠根據(jù)土壤濕度自動(dòng)控制灌溉設(shè)備的開啟和關(guān)閉。二、簡答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）解釋什么是Trie樹的空間優(yōu)化方法。2、（本題5分）對于一個(gè)具有n個(gè)元素的數(shù)組，如何使用插入排序算法進(jìn)行降序排序？3、（本題5分）詳細(xì)闡述如何將一個(gè)有序鏈表轉(zhuǎn)換為平衡二叉搜索樹，給出具體的算法步驟。4、（本題5分）詳細(xì)闡述計(jì)數(shù)排序的局限性和適用條件。三、綜合題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一家電商平臺(tái)的物流跟蹤系統(tǒng)需要記錄包裹的運(yùn)輸軌跡，包括包裹單號、運(yùn)輸節(jié)點(diǎn)、到達(dá)時(shí)間、運(yùn)輸狀態(tài)。請?jiān)O(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)運(yùn)輸軌跡數(shù)據(jù)，能夠快速查詢包裹的當(dāng)前位置、歷史軌跡、預(yù)計(jì)到達(dá)時(shí)間，并統(tǒng)計(jì)不同運(yùn)輸節(jié)點(diǎn)的處理效率。2、（本題5分）一個(gè)在線游戲的排行榜系統(tǒng)需要記錄玩家的游戲得分、排名、游戲時(shí)長等信息。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來實(shí)時(shí)更新排行榜，支持按得分、排名、游戲時(shí)長等條件進(jìn)行排序和查詢，能夠處理玩家得分變化時(shí)的排名調(diào)整。3、（本題5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、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、按照銷量對菜品進(jìn)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(xì)闡述算法和代碼實(shí)現(xiàn)，同時(shí)討論性能優(yōu)化方法。4、（本題5分）一個(gè)在線心理咨詢平臺(tái)需要管理咨詢師信息、咨詢案例、用戶問題和咨詢記錄等。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)這些信息，支持咨詢師的注冊和信息管理，咨詢案例的分類和存儲(chǔ)，用戶問題的提交和咨詢記錄的保存，并能夠保護(hù)用戶隱私和提供咨詢效果的評估。5、（本題5分）某公司的人力資源管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)員工的培訓(xùn)記錄，如員工編號、培訓(xùn)課程、培訓(xùn)時(shí)間、培訓(xùn)成績等。系統(tǒng)要能夠快速查找特定員工的培訓(xùn)記錄、按照培訓(xùn)成績對員工進(jìn)行排序、新增培訓(xùn)記錄、修改培訓(xùn)信息、刪除無效記錄。請?jiān)O(shè)計(jì)合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，并提供代碼實(shí)現(xiàn)和性能分析。四、設(shè)計(jì)題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題10分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使用迪杰斯特拉算法求解給定有向圖中某一頂點(diǎn)到其他頂點(diǎn)的最短路徑，并輸出路徑和距離。2、（本題10分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，利用可持久化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對一個(gè)整數(shù)序列的歷史版本查詢功能。3、（本題10分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使用合適的