大理農(nóng)林職業(yè)技術學院《數(shù)據(jù)科學算法》2023-2024學年第二學期期末試卷

自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁大理農(nóng)林職業(yè)技術學院《數(shù)據(jù)科學算法》

2023-2024學年第二學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______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、歸并排序是一種基于分治思想的排序算法。以下關于歸并排序的敘述，錯誤的是：（）A.歸并排序?qū)⒋判蛐蛄蟹殖扇舾蓚€子序列，然后將子序列合并成有序序列B.歸并排序在最壞、平均和最好情況下的時間復雜度均為O(nlogn)C.歸并排序是一種穩(wěn)定的排序算法D.歸并排序的空間復雜度較高2、棧是一種特殊的線性表，遵循特定的操作原則。對于棧的操作，以下描述哪一項是不正確的？（）A.棧遵循先進后出（FILO）的原則，只能在棧頂進行插入和刪除操作B.可以使用數(shù)組或鏈表來實現(xiàn)棧的數(shù)據(jù)結(jié)構C.棧的入棧和出棧操作的時間復雜度均為O(1)D.棧的應用非常廣泛，例如在表達式求值和函數(shù)調(diào)用中3、設計一個音頻濾波器數(shù)字控制電路，能夠通過數(shù)字信號處理器（DSP）對濾波器的參數(shù)進行精確控制，提高音頻質(zhì)量。4、設計一個用于光伏逆變器的控制系統(tǒng)，實現(xiàn)最大功率點跟蹤和電能質(zhì)量控制，給出系統(tǒng)架構和控制策略。5、考慮一個物流配送系統(tǒng)，需要規(guī)劃車輛的行駛路線，使得配送成本最小。假設城市之間的道路可以表示為一個有權圖，以下哪種算法和數(shù)據(jù)結(jié)構常用于解決這個問題？（）A.深度優(yōu)先搜索算法和鄰接矩陣B.廣度優(yōu)先搜索算法和鄰接表C.迪杰斯特拉算法和優(yōu)先隊列D.弗洛伊德算法和數(shù)組6、設計一個基于單片機的智能灌溉控制器，能夠根據(jù)土壤濕度和作物需水規(guī)律自動控制灌溉水量和時間。7、根據(jù)數(shù)字信號處理理論，設計一個圖像銳化處理系統(tǒng)，增強圖像的邊緣和細節(jié)信息。8、跳表是一種可以替代平衡樹的數(shù)據(jù)結(jié)構。假設我們正在使用跳表進行數(shù)據(jù)存儲。以下關于跳表的描述，哪一項是不準確的？（）A.跳表通過隨機增加索引層次來提高查找效率B.插入和刪除操作可能會影響跳表的索引結(jié)構，需要進行相應的調(diào)整C.跳表的平均查找、插入和刪除時間復雜度均為O(logn)D.跳表的空間復雜度比平衡樹低，更適合內(nèi)存緊張的場景9、利用模擬電路技術，設計一個用于舞臺燈光控制的調(diào)光器，能夠?qū)崿F(xiàn)燈光的平滑調(diào)節(jié)和多種燈光效果。10、在排序算法的比較中，穩(wěn)定性是一個重要的特性。以下關于排序算法穩(wěn)定性的描述，錯誤的是（）A.穩(wěn)定的排序算法在排序過程中不會改變相同元素的相對順序B.冒泡排序、插入排序和歸并排序是穩(wěn)定的排序算法C.選擇排序和快速排序是不穩(wěn)定的排序算法D.排序算法的穩(wěn)定性對于所有應用都是至關重要的，不穩(wěn)定的算法不能使用11、設計一個用于工業(yè)機器人視覺引導的圖像處理系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)工件識別和定位，給出系統(tǒng)硬件和軟件設計。12、設計一個紅外遙控系統(tǒng)，能夠通過遙控器對設備進行開、關、音量調(diào)節(jié)等操作，遙控距離不小于5米。13、設計一個基于傳感器網(wǎng)絡的智能溫室控制系統(tǒng)，能夠精確控制溫室內(nèi)的環(huán)境參數(shù)，提高作物產(chǎn)量。14、設計一個基于單片機的溫度控制系統(tǒng)，能夠?qū)崟r采集溫度數(shù)據(jù)，通過PID算法進行控制，使溫度穩(wěn)定在設定值的±1℃范圍內(nèi)，給出硬件設計和軟件流程。15、設計一個基于運算放大器的電壓比較器電路，能夠比較兩個輸入電壓的大小，并輸出高低電平信號。二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）論述如何使用線段樹解決動態(tài)區(qū)間最大值問題，給出更新和查詢的方法。2、（本題5分）詳細闡述B樹中如何處理根節(jié)點的特殊情況。3、（本題5分）解釋什么是堆，包括最大堆和最小堆，并說明如何在數(shù)組中構建一個堆，以及如何進行插入和刪除元素的操作。三、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在一個在線招聘系統(tǒng)中，需要管理企業(yè)招聘信息、求職者簡歷、面試安排和錄用結(jié)果等。設計一種數(shù)據(jù)結(jié)構來存儲這些信息，支持企業(yè)招聘信息的發(fā)布和更新，求職者簡歷的投遞和篩選，面試的安排和記錄，以及錄用結(jié)果的通知，并能夠?qū)崿F(xiàn)人才庫的建立和智能匹配推薦。2、（本題5分）某快遞公司的包裹跟蹤系統(tǒng)需要對包裹的運輸路徑和狀態(tài)進行管理。包裹信息包括包裹編號、起始地、目的地、當前位置、狀態(tài)等。這些信息以雙端隊列的形式存儲。請設計算法實現(xiàn)以下功能：（1）查詢某個包裹的當前位置和狀態(tài)；（2）包裹到達一個新的地點時更新其信息；（3）按照目的地對包裹進行排序；（4）統(tǒng)計處于運輸中、已送達和異常狀態(tài)的包裹數(shù)量。分析算法的時間復雜度和空間復雜度。3、（本題5分）一個在線點餐外賣系統(tǒng)需要管理餐廳信息、菜品信息、用戶訂單、配送信息等。設計數(shù)據(jù)結(jié)構來實現(xiàn)餐廳和菜品的添加、刪除、修改，用戶訂單的處理和配送狀態(tài)的跟蹤，能夠優(yōu)化配送路線和提高訂單處理效率。4、（本題5分）某城市的公共交通卡管理系統(tǒng)需要記錄用戶的卡信息和消費記錄，卡信息包括卡號、用戶姓名、余額等，消費記錄包括卡號、消費時間、消費金額、消費地點。請設計數(shù)據(jù)結(jié)構來存儲這些數(shù)據(jù)，實現(xiàn)卡的充值、消費查詢、余額提醒，并統(tǒng)計不同地點的消費情況。5、（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。分析算法的時間復雜度和空間復雜度。四、設計題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分