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…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁武漢科技職業學院

《數據傳輸技術基礎硬件設計方向》2023-2024學年第二學期期末試卷題號一二三四總分得分一、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、假設正在開發一個股票交易系統，需要實時記錄每只股票的價格變化，并能夠快速地找出價格漲幅最大和跌幅最大的股票。同時，要支持對股票價格的歷史數據進行分析。以下哪種數據結構和算法的搭配最適合這個系統？（）A.最大堆和最小堆，分別存儲漲幅和跌幅最大的股票信息B.紅黑樹和中序遍歷，獲取股票價格的排序C.跳表和插入排序，更新股票價格數據D.線段樹和歸并排序，分析股票價格歷史數據2、運用數字信號處理技術，設計一個數字音頻均衡器，用戶可以根據自己的喜好調整不同頻段的音量。3、設計一個基于USBType-C接口的電源適配器，能夠提供多種輸出電壓和電流，包括電路設計和協議支持。4、設計一個數字信號調制解調糾錯電路，能夠對調制解調過程中的錯誤進行檢測和糾正，提高通信的可靠性。5、設計一個基于ADC的電壓測量系統，測量范圍為0-10V，精度為0.01V，通過數碼管顯示測量結果。6、圖的鄰接矩陣存儲方式適合于存儲稠密圖，而鄰接表存儲方式適合于存儲稀疏圖。假設一個圖有100個頂點，如果邊的數量較少，大概在100條左右，以下哪種存儲方式更節省存儲空間？（）A.鄰接矩陣B.鄰接表C.兩者存儲空間相同D.無法確定7、設計一個基于Arduino的智能溫室控制系統，能夠自動調節溫室內的溫度、濕度、光照強度和二氧化碳濃度，為植物生長提供最佳環境。8、設計一個簡單的太陽能路燈控制器，能夠根據日照時間和環境亮度自動控制路燈的開啟和關閉。9、選擇排序是另一種常見的排序算法。以下關于選擇排序的說法中，不正確的是（）A.選擇排序每次從待排序序列中選擇最小（或最大）的元素放到已排序序列的末尾B.選擇排序在最壞情況下的時間復雜度為O(n^2)C.選擇排序的空間復雜度為O(1)D.選擇排序是一種穩定的排序算法10、隊列可以用于實現廣度優先搜索算法。對于隊列在廣度優先搜索中的應用，以下描述哪一項是不正確的？（）A.從起始節點開始，將其加入隊列，然后依次處理隊列中的節點B.對于每個節點，將其未訪問過的鄰接節點加入隊列C.隊列中的節點按照加入的先后順序進行處理，保證了廣度優先的搜索順序D.在搜索過程中，不需要標記已訪問的節點，因為隊列可以自動避免重復訪問11、設計一個數字電路中的觸發器電路，如JK觸發器，分析其工作特性和時序關系。12、設計一個高頻射頻收發器電路，工作頻率在2.4GHz，支持藍牙和ZigBee通信，給出電路結構和性能指標。13、設計一個數字溫度計，采用熱敏電阻傳感器，能夠測量0℃至100℃的溫度范圍，精度為0.1℃，說明硬件連接和信號處理。14、設計一個基于FPGA的視頻圖像處理系統，能夠實現圖像縮放、旋轉、灰度變換等基本操作。15、在一個股票交易系統中，需要實時記錄每只股票的價格變化，并能夠快速計算某一時間段內的股票價格均值和波動率。為了支持這些功能，以下哪種數據結構可能是合適的？（）A.滑動窗口結合隊列B.雙端隊列結合堆C.優先隊列結合棧D.鏈表結合樹16、設計一個基于FPGA的高速數據緩存系統，能夠實現數據的快速存儲和讀取，給出存儲結構和控制邏輯。17、使用單片機設計一個智能灌溉系統，能夠根據土壤濕度自動控制灌溉設備的開啟和關閉，節約水資源。18、設計一個基于ZigBee技術的智能消防報警系統，能夠實時監測火災參數（如煙霧、溫度等）并及時報警。19、設計一個基于Wi-Fi的智能家居安防系統，實現入侵檢測、視頻監控和報警功能，闡述系統組成和網絡配置。20、設計一個基于USBType-C接口的電源傳輸系統，支持PD快充協議，能夠提供不同的電壓和電流輸出，給出硬件設計和協議實現。21、設計一個基于運算放大器的電流源電路，輸出電流穩定，精度高，可調節范圍寬。22、插入排序在小規模數據時性能較好。以下關于插入排序的描述，正確的是（）A.對于近乎有序的數組，效率很高B.最壞情況下的時間復雜度為O(nlogn)C.平均情況下的時間復雜度為O(n^2)D.是一種空間復雜度較高的排序算法23、設計一個集成電路制造工藝中的光刻曝光系統，考慮分辨率、對準精度等關鍵參數，優化系統性能。24、設計一個基于藍牙Mesh技術的智能照明控制系統，實現對多個燈具的分組控制和場景切換。25、設計一個基于數字電路的交通信號燈控制系統，要求能夠實現紅、綠、黃三種燈的交替閃爍，并且可以根據不同時間段調整信號燈的工作模式。26、在一個多線程環境中，多個線程需要同時訪問和修改一個共享的數據結構。為了保證數據的一致性和線程安全，以下哪種數據結構可能是最合適的？（）A.線程安全的鏈表，通過加鎖機制保證并發訪問的正確性B.普通的數組，需要額外的同步機制來保證線程安全C.線程安全的哈希表，提供了內置的同步機制D.樹，結構復雜，線程安全實現難度較大27、平衡二叉樹是為了改進二叉搜索樹在某些情況下性能不佳而提出的。以下關于平衡二叉樹的敘述中，不正確的是（）A.平衡二叉樹通過旋轉操作保持樹的平衡B.平衡二叉樹的左右子樹高度差絕對值不超過1C.插入和刪除操作可能會導致平衡二叉樹失去平衡D.平衡二叉樹的查找效率一定高于二叉搜索樹28、設計一個具有電源管理功能的集成電路，能夠實現對不同電源軌的監控和控制，給出電路設計和功能驗證。29、考慮哈希表這種數據結構，它通過哈希函數將鍵映射到存儲位置。假設需要快速查找和插入大量的數據，并且數據的分布比較均勻。以下關于哈希表的負載因子，哪個說法是正確的（）A.負載因子越大，哈希表的性能越好B.負載因子越小，哈希表的性能越好C.負載因子對哈希表的性能沒有影響D.負載因子應根據具體情況選擇一個合適的值30、設計一個數字音頻處理中的音頻均衡器參數自動調整系統，分析調整效果。二、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一個學校的教師教學評價管理系統需要存儲教師評價信息，如教師編號、教師姓名、評價課程、評價分數、評價內容等。系統要能夠快速查找特定教師的評價、按照評價分數對教師進行排序、新增評價、修改評價以及刪除評價。請設計合適的數據結構和算法，并給出代碼實現和性能分析。2、（本題5分）一個在線圖書館的借閱管理系統需要記錄圖書信息、讀者信息和借閱記錄，圖書信息包括圖書ISBN、書名、作者、出版社、可借閱狀態，讀者信息包括讀者ID、姓名、聯系方式，借閱記錄包括借閱ID、讀者ID、圖書ISBN、借閱時間、應還時間。請設計數據結構來管理借閱數據，實現圖書的借閱、歸還、續借操作，查詢讀者的借閱歷史，并統計逾期未還的圖書。3、（本題5分）一個大型圖書館需要管理其海量的圖書信息，包括書名、作者、出版社、出版年份、館藏數量等。這些信息以二叉搜索樹的形式存儲。請設計算法實現以下操作：（1）插入一本新的圖書信息；（2）刪除某本指定的圖書信息；（3）查找某作者的所有圖書；（4）更新某本圖書的館藏數量。分析所設計算法的時間復雜度。4、（本題5分）一個在線課程平臺的作業管理系統需要記錄作業信息、學生提交情況和教師批改情況。作業信息包括作業ID、課程ID、作業內容、截止時間，學生提交情況包括學生ID、作業ID、提交時間、提交內容，教師批改情況包括作業ID、批改時間、批改分數、評語。請設計數據結構來管理作業數據，實現作業的發布、提交、批改、查詢，并統計學生的作業完成情況。5、（本題5分）某在線考試的監考系統需要實時監控考生的答題狀態、行為異常和交卷時間。設計合適的數據結構和算法，保障考試的公平公正和順利進行。三、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）簡述哈希表中處理哈希沖突的開放尋址法和鏈地址法的原理及優缺點。2、（本題5分）解釋并舉例說明在一個具有n個元素的順序表中，如何應用排序算法解決實際問題，如成績排名。3、（本題5分）數組的擴容和縮容是如何實現的？有哪些注意事項？4、（本題5分）解釋遞歸算法的