桂林生命與健康職業(yè)技術學院《數(shù)據(jù)建模》2023-2024學年第二學期期末試卷

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頁桂林生命與健康職業(yè)技術學院

《數(shù)據(jù)建模》2023-2024學年第二學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、設計一個數(shù)字通信系統(tǒng)中的均衡器，能夠自適應地補償信道失真，測試均衡效果和收斂速度。2、利用電力電子技術設計一個電動汽車充電樁的功率模塊，實現(xiàn)高效充電和電能轉(zhuǎn)換。3、設計一個基于鎖相環(huán)的頻率跟蹤系統(tǒng)，能夠?qū)崟r跟蹤輸入信號的頻率變化，并輸出與之同步的信號。4、棧是一種特殊的線性表，其操作遵循后進先出的原則。關于棧的應用，以下說法錯誤的是（）A.?？梢杂糜诒磉_式求值B.?？梢杂糜趯崿F(xiàn)函數(shù)調(diào)用時的參數(shù)傳遞和返回地址保存C.?？梢杂糜趯⑦f歸算法轉(zhuǎn)換為非遞歸算法D.棧不適合用于判斷一個字符串是否是回文5、設計一個數(shù)字信號處理系統(tǒng)，能夠?qū)φZ音信號進行降噪處理，給出系統(tǒng)的硬件架構和軟件算法實現(xiàn)。6、設計一個帶通濾波器電路，中心頻率為1kHz，帶寬為200Hz，通帶波紋小于0.8dB，阻帶衰減不小于40dB，輸入信號頻率范圍為0-2kHz。7、想象一個需要對一組數(shù)據(jù)進行范圍查詢（例如查找大于某個值且小于另一個值的數(shù)據(jù)）的場景，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構可能是最有效的？（）A.二叉搜索樹，通過中序遍歷可以實現(xiàn)范圍查詢，但效率一般B.線段樹，專門用于高效的區(qū)間查詢和更新C.哈希表，不便于進行范圍查詢D.隊列，先進先出，無法實現(xiàn)范圍查詢8、設計一個簡單的工業(yè)自動化控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對生產(chǎn)線上設備的運行控制和狀態(tài)監(jiān)測，闡述系統(tǒng)的架構和控制策略。9、二叉搜索樹是一種特殊的二叉樹，在查找和操作上具有一定的優(yōu)勢。對于二叉搜索樹的特點，以下描述哪一項是不正確的？（）A.左子樹上所有節(jié)點的值均小于根節(jié)點的值，右子樹上所有節(jié)點的值均大于根節(jié)點的值B.中序遍歷二叉搜索樹可以得到一個有序的序列C.插入、刪除和查找操作在平均情況下的時間復雜度均為O(logn)，其中n是節(jié)點數(shù)量D.二叉搜索樹一定是平衡的，即左右子樹的高度差不超過110、設計一個數(shù)字鎖相環(huán)頻率合成器，能夠輸出頻率在1MHz至1GHz范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)的正弦波，給出系統(tǒng)架構和關鍵技術。11、設計一個基于藍牙Mesh網(wǎng)絡的智能照明系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)群組控制和場景設置，說明系統(tǒng)組成和網(wǎng)絡配置。12、快速排序是一種高效的排序算法。以下關于快速排序的說法，錯誤的是（）A.采用分治的思想B.平均時間復雜度為O(nlogn)C.最壞情況下的時間復雜度為O(n^2)，但概率較小D.是一種穩(wěn)定的排序算法13、設計一個基于數(shù)字信號處理的圖像去噪系統(tǒng)，能夠有效去除圖像中的噪聲，同時保持圖像細節(jié)。14、設計一個音頻功率放大器，要求在8Ω負載下輸出功率不小于50W，總諧波失真小于0.5%，給出電路設計和調(diào)試方案。15、當使用樹結(jié)構來存儲數(shù)據(jù)時，平衡二叉樹是為了保證樹的高度平衡，從而提高查找效率。假設一個平衡二叉樹由于插入操作導致失衡，以下哪種調(diào)整方法可以恢復平衡（）A.旋轉(zhuǎn)操作B.重新構建整棵樹C.忽略失衡，繼續(xù)進行操作D.以上方法都不行16、設計一個正弦波信號發(fā)生器，采用DDS技術，頻率分辨率達到1Hz，輸出幅度穩(wěn)定，說明工作原理和硬件設計。17、利用射頻技術設計一個無線充電器，能夠為特定設備進行高效的無線充電，分析充電效率和安全性。18、利用數(shù)字電路技術，設計一個銀行自動取款機的控制系統(tǒng)，實現(xiàn)取款、存款、轉(zhuǎn)賬等功能。19、若要對n個不同的關鍵字進行冒泡排序，在最壞情況下，其比較次數(shù)為？（）A.n(n-1)/2B.nlog2nC.n^2D.n20、設計一個基于單片機的智能電表，能夠測量電能參數(shù)并進行顯示和通信，給出電表的硬件電路和軟件程序。21、設計一個基于PLC的自動化生產(chǎn)線控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對物料輸送、加工、裝配等環(huán)節(jié)的順序控制和故障報警。22、在樹的遍歷中，先序遍歷、中序遍歷和后序遍歷可以得到不同的節(jié)點訪問順序。以下關于這三種遍歷方式的應用場景，描述錯誤的是（）A.先序遍歷常用于創(chuàng)建二叉樹的副本B.中序遍歷常用于對二叉搜索樹進行排序操作C.后序遍歷常用于計算二叉樹中節(jié)點的數(shù)量D.這三種遍歷方式的應用場景是固定的，不能相互替代23、設計一個基于51單片機的智能交通燈控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)車流量自動調(diào)整紅綠燈時間，提高道路通行效率。24、設計一個音頻濾波器組，實現(xiàn)對不同頻段音頻的分離和處理，給出電路結(jié)構和濾波器參數(shù)設計。25、對于一個需要頻繁合并和拆分的數(shù)據(jù)集合，假設我們正在設計一個數(shù)據(jù)庫的存儲結(jié)構。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構可能比較合適？（）A.鏈表B.數(shù)組C.樹D.哈希表26、設計一個數(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。27、設計一個計算機網(wǎng)絡中的小型路由器，實現(xiàn)不同網(wǎng)段之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能，配置相關路由協(xié)議。28、歸并排序是一種基于分治思想的排序算法。對于歸并排序的描述，不正確的是（）A.歸并排序?qū)⒋判蛐蛄胁粩喾殖蓛砂耄缓蠛喜.歸并排序在最壞、最好和平均情況下的時間復雜度均為O(nlogn)C.歸并排序需要額外的存儲空間來輔助排序D.歸并排序是一種不穩(wěn)定的排序算法29、在選擇數(shù)據(jù)結(jié)構時，需要考慮多種因素。以下關于數(shù)據(jù)結(jié)構選擇的描述，不準確的是：（）A.如果需要頻繁地在頭部和尾部進行插入和刪除操作，雙端隊列可能是一個合適的選擇B.當數(shù)據(jù)的查找操作遠多于插入和刪除操作，且數(shù)據(jù)量較大時，二叉搜索樹可能比鏈表更合適C.對于需要快速合并操作的場景，如多個有序序列的合并，優(yōu)先隊列可能是一個好的選擇D.數(shù)據(jù)結(jié)構的選擇只取決于操作的類型和頻率，不需要考慮數(shù)據(jù)的特點和規(guī)模30、根據(jù)模擬電路理論，設計一個用于醫(yī)療設備的生物電信號放大器，能夠放大微弱的生物電信號，如心電、腦電等。二、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某小區(qū)的物業(yè)管理系統(tǒng)需要存儲房屋信息，如房屋編號、業(yè)主姓名、房屋面積、物業(yè)費繳納情況等。系統(tǒng)要能夠快速查找特定房屋、按照房屋面積對房屋進行排序、新增房屋、修改業(yè)主信息、催繳物業(yè)費。請設計合適的數(shù)據(jù)結(jié)構和算法，并給出代碼實現(xiàn)和性能評估。2、（本題5分）一個在線游戲需要對玩家的游戲數(shù)據(jù)（如得分、等級、游戲時間等）進行實時排序和更新?？紤]使用平衡二叉排序樹來存儲這些數(shù)據(jù)。請設計算法實現(xiàn)以下功能：（1）插入一個新玩家的數(shù)據(jù)；（2）刪除一個指定玩家的數(shù)據(jù)；（3）根據(jù)得分對玩家進行降序排序；（4）更新某個玩家的游戲時間。分析算法的時間復雜度和空間復雜度。3、（本題5分）一個在線論壇需要存儲帖子和回復信息。每個帖子有帖子ID、標題、內(nèi)容、作者、發(fā)布時間等，回復有回復ID、帖子ID、內(nèi)容、回復者、回復時間。請設計數(shù)據(jù)結(jié)構來管理帖子和回復數(shù)據(jù)，能夠快速查找特定帖子和其回復、按照主題分類、刪除違規(guī)帖子和回復，并統(tǒng)計每個主題的帖子數(shù)量。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）某學校的圖書館管理系統(tǒng)需要記錄大量的圖書信息，包括圖書編號、書名、作者、出版社、出版年份、館藏數(shù)量、借閱狀態(tài)等。請為該系統(tǒng)設計數(shù)據(jù)結(jié)構，能夠快速查找特定圖書、按作者或出版社分類查詢、統(tǒng)計熱門圖書，并支持新書的入庫和舊書的刪除操作。三、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）解釋如何在一個循環(huán)雙鏈表中實現(xiàn)插入和刪除操作，給出算法步驟和實現(xiàn)代碼，并分析其時間復雜度和空間復雜度。2、（本題5分）數(shù)組的查找算法中，線性查找的實現(xiàn)過程和時間復雜度是多少？在什么情況下適用？3、（本題5分）對于一個用鏈表實現(xiàn)的棧，如何實現(xiàn)棧的復制操作，要求空間復雜度為O(1)，給出算法思路和實現(xiàn)代碼。4、（本題5分）在哈希表中，詳細說明如何處理哈希表的負載因子過高的