開封文化藝術(shù)職業(yè)學(xué)院《數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)基礎(chǔ)硬件設(shè)計(jì)方向》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密封線第2頁，共2頁開封文化藝術(shù)職業(yè)學(xué)院《數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)基礎(chǔ)硬件設(shè)計(jì)方向》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題2分，共30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)基于PLC的物料輸送系統(tǒng)控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)不同的物料需求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)輸送和分揀功能。2、運(yùn)用集成電路工藝，設(shè)計(jì)一款用于無人機(jī)的飛行控制芯片，具備穩(wěn)定的姿態(tài)控制和導(dǎo)航功能。3、利用模擬電路技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)用于醫(yī)療設(shè)備的直流穩(wěn)壓電源電路，提供穩(wěn)定的低噪聲電源。4、當(dāng)使用樹結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)，平衡二叉樹是為了保證樹的高度平衡，從而提高查找效率。假設(shè)一個(gè)平衡二叉樹由于插入操作導(dǎo)致失衡，以下哪種調(diào)整方法可以恢復(fù)平衡（）A.旋轉(zhuǎn)操作B.重新構(gòu)建整棵樹C.忽略失衡，繼續(xù)進(jìn)行操作D.以上方法都不行5、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙Mesh技術(shù)的智能照明控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)燈具的分組控制和場(chǎng)景切換。6、設(shè)計(jì)一個(gè)基于STM8S的智能家電控制器，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程控制和智能場(chǎng)景切換，給出硬件電路和通信協(xié)議。7、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用中，?？梢杂糜诒磉_(dá)式求值。以下關(guān)于棧在表達(dá)式求值中的作用，哪一項(xiàng)描述是不正確的？（）A.?？梢杂脕泶鎯?chǔ)操作數(shù)和運(yùn)算符，按照特定的規(guī)則進(jìn)行計(jì)算B.遇到運(yùn)算符時(shí)，從棧中彈出相應(yīng)數(shù)量的操作數(shù)進(jìn)行運(yùn)算，將結(jié)果壓入棧中C.對(duì)于中綴表達(dá)式，直接使用棧進(jìn)行求值，無需進(jìn)行任何轉(zhuǎn)換D.棧在處理括號(hào)和優(yōu)先級(jí)時(shí)發(fā)揮重要作用，能夠正確計(jì)算復(fù)雜的表達(dá)式8、對(duì)于一個(gè)用鏈表表示的隊(duì)列，若隊(duì)頭指針為front，隊(duì)尾指針為rear，在進(jìn)行入隊(duì)操作時(shí)，新節(jié)點(diǎn)應(yīng)插入在？（）A.front之前B.rear之后C.front和rear之間D.任意位置9、設(shè)計(jì)一個(gè)基于運(yùn)算放大器的儀表放大器，具有高共模抑制比和高增益，用于測(cè)量小信號(hào)。10、樹的存儲(chǔ)方式有多種，如雙親表示法、孩子表示法、孩子兄弟表示法等。假設(shè)要快速找到一個(gè)節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn)，以下哪種存儲(chǔ)方式可能最為合適？（）A.雙親表示法B.孩子表示法C.孩子兄弟表示法D.以上方式效果相同11、利用電力電子技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)交流-直流變換器（AC-DCConverter），實(shí)現(xiàn)將交流電源轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的直流電源輸出。12、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ARM的工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的監(jiān)控和控制，描述系統(tǒng)架構(gòu)和軟件界面。13、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的SPI通信接口模塊，能夠?qū)崿F(xiàn)與外部設(shè)備的高速數(shù)據(jù)傳輸，給出硬件描述和測(cè)試方法。14、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)不同的時(shí)間段和交通流量自動(dòng)調(diào)整信號(hào)燈的時(shí)長(zhǎng)，同時(shí)具備故障檢測(cè)和報(bào)警功能，提供硬件描述語言代碼和仿真結(jié)果。15、設(shè)計(jì)一個(gè)通信系統(tǒng)中的信道編碼模塊，實(shí)現(xiàn)某種糾錯(cuò)編碼算法，分析其糾錯(cuò)能力和編碼效率。二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）解釋如何使用歸并排序?qū)︽湵磉M(jìn)行排序，包括合并兩個(gè)有序鏈表的過程。2、（本題5分）解釋如何在一個(gè)二叉搜索樹中查找第k大的元素，給出算法步驟和實(shí)現(xiàn)代碼，并分析其時(shí)間復(fù)雜度。3、（本題5分）解釋如何在一個(gè)無序數(shù)組中查找第k小的元素，給出至少兩種算法思路。三、綜合題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一個(gè)快遞物流跟蹤系統(tǒng)需要存儲(chǔ)快遞單號(hào)、發(fā)件人、收件人、收件地址、當(dāng)前位置、預(yù)計(jì)到達(dá)時(shí)間等信息。系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)快速查找特定快遞單號(hào)的信息、按照預(yù)計(jì)到達(dá)時(shí)間對(duì)快遞進(jìn)行排序、新增快遞單號(hào)、更新快遞的當(dāng)前位置。請(qǐng)確定合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)描述算法和代碼實(shí)現(xiàn)，同時(shí)考慮性能優(yōu)化。2、（本題5分）某銀行的賬戶管理系統(tǒng)需要對(duì)客戶的賬戶信息進(jìn)行高效處理。賬戶信息包括賬戶編號(hào)、客戶姓名、余額、交易記錄等?？紤]使用AVL樹來存儲(chǔ)這些信息。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）開戶，插入新賬戶信息；（2）銷戶，刪除指定賬戶信息；（3）查詢賬戶余額；（4）按照交易金額對(duì)賬戶進(jìn)行排序。分析所設(shè)計(jì)算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。3、（本題5分）一個(gè)在線圖書館的書籍借閱系統(tǒng)需要對(duì)書籍的借閱情況和讀者信息進(jìn)行管理。書籍信息包括書籍編號(hào)、書名、作者、借閱狀態(tài)等，讀者信息包括讀者編號(hào)、姓名、借閱記錄等。這些信息以并查集的形式存儲(chǔ)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）讀者借閱書籍；（2）讀者歸還書籍；（3）查詢某本書是否可借；（4）統(tǒng)計(jì)某讀者的借閱次數(shù)。分析算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。4、（本題5分）一個(gè)圖書館的圖書借閱系統(tǒng)需要記錄讀者的借閱信息、歸還日期和逾期情況。設(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來管理這些信息，能夠快速地查詢讀者的借閱記錄、提醒讀者歸還圖書，并統(tǒng)計(jì)圖書的借閱頻率。5、（本題5分）某小區(qū)的物業(yè)管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)房屋信息，如房屋編號(hào)、業(yè)主姓名、房屋面積、物業(yè)費(fèi)繳納情況等。系統(tǒng)要能夠快速查找特定房屋、按照房屋面積對(duì)房屋進(jìn)行排序、新增房屋、修改業(yè)主信息、催繳物業(yè)費(fèi)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，并給出代碼實(shí)現(xiàn)和性能評(píng)估。四、設(shè)計(jì)題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）基于字典樹和最小生成樹算法，設(shè)計(jì)一個(gè)程序，