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頁長春師范高等?？茖W校

《數據可視化方法與實踐》2023-2024學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個小題，每小題1分，共15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、在一個數據壓縮算法中，需要構建一個頻率表來統(tǒng)計字符出現的頻率。以下哪種數據結構最適合存儲字符及其頻率信息？（）A.二叉樹，根據頻率構建B.哈希表，快速查找字符頻率C.棧，按順序存儲頻率D.隊列，先進先出處理字符2、考慮一個圖的最短路徑問題，迪杰斯特拉（Dijkstra）算法是一種常見的求解方法。假設圖中存在負權邊，以下關于Dijkstra算法的適用性，哪個說法是正確的（）A.仍然適用，可以求出最短路徑B.可能會得到錯誤的結果C.無法運行D.會自動將負權邊轉換為正權邊3、設計一個簡單的數字通信系統(tǒng)的同步模塊，實現位同步、幀同步等功能，闡述同步模塊的設計和性能測試。4、考慮一個在線投票系統(tǒng)，需要實時統(tǒng)計每個選項的投票數量，并能夠快速返回得票最多的選項。以下哪種數據結構可以有效地支持這個功能？（）A.數組，存儲每個選項的票數B.鏈表，記錄投票信息C.哈希表，將選項作為鍵，票數作為值D.最大堆，始終保持最大票數在堆頂5、設計一個基于FPGA的高速數據采集與存儲系統(tǒng)，能夠實現對高速信號的采集和大容量數據存儲。6、設計一個基于模擬積分器的積分型模數轉換器（ADC），分析其轉換精度和速度。7、設計一個基于藍牙技術的無線傳感器網絡節(jié)點，能夠采集環(huán)境溫度、濕度和光照等信息，并將數據發(fā)送到手機終端，說明節(jié)點的硬件設計和軟件流程。8、設計一個基于數字濾波器的信號降噪系統(tǒng)，能夠有效去除輸入信號中的噪聲，提高信號質量。9、設計一個基于FPGA的UART轉SPI通信橋接模塊，實現兩種接口之間的數據轉換，給出硬件描述和功能驗證。10、設計一個簡單的無線充電器，能夠為手機等設備進行無線充電，給出充電器的電路原理和設計參數。11、隊列也是一種特殊的線性表，其操作遵循先進先出的原則。對于隊列的特點和應用，以下說法錯誤的是（）A.隊列可以用于實現廣度優(yōu)先搜索算法B.循環(huán)隊列可以解決順序隊列的假溢出問題C.隊列在插入元素時總是在隊尾進行，刪除元素時總是在隊頭進行D.隊列中的元素存儲順序和入隊順序一定相同12、設計一個基于藍牙低功耗技術的智能血壓計，能夠準確測量血壓，并將數據傳輸到手機APP進行分析和存儲。13、設計一個基于FPGA的交通信號燈控制系統(tǒng)，能夠根據不同的時間段和車流量自動調整信號燈的時長，實現智能化交通控制。14、在數據結構中，假設我們需要存儲和操作一個公司員工的信息，包括員工編號、姓名、年齡、職位等。要求能夠快速地按照員工編號查找和修改員工信息。以下哪種數據結構最適合？（）A.數組B.鏈表C.哈希表D.二叉搜索樹15、設計一個無線通信模塊擴展電路，能夠提高無線通信的距離和數據傳輸速率，并且具有加密功能。二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（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，如何進行折半插入排序的操作。2、（本題5分）深入解釋二叉樹的先序遍歷、中序遍歷和后序遍歷的定義，并分別舉例說明它們在實際問題中的應用場景。3、（本題5分）闡述隊列在圖形用戶界面編程中的應用，如事件隊列、動畫隊列等，并解釋其作用。4、（本題5分）深入解釋在具有n個頂點的無向圖中，如何使用深度優(yōu)先搜索算法判斷圖是否為二分圖，并給出具體的算法思想和實現步驟。三、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在一個圖書館的文獻檢索系統(tǒng)中，需要記錄文獻信息、分類目錄和檢索歷史。文獻信息包括文獻ID、文獻標題、作者、出版年份、摘要，分類目錄包括目錄ID、目錄名稱、父目錄ID，檢索歷史包括檢索ID、用戶ID、檢索關鍵詞、檢索時間。請設計數據結構來管理文獻檢索數據，實現文獻的快速檢索、分類瀏覽、檢索歷史記錄，并根據檢索歷史推薦相關文獻。2、（本題5分）一個在線音樂制作平臺需要管理音樂項目、音軌、樂器和效果器等信息。設計一種數據結構來存儲這些信息，支持音樂項目的創(chuàng)建和編輯，音軌的添加、刪除和調整，樂器和效果器的選擇和應用，并能夠實時保存和恢復項目進度。3、（本題5分）一個快遞公司的包裹跟蹤系統(tǒng)需要記錄包裹的單號、運輸路徑、當前位置和預計送達時間。設計合適的數據結構來實現包裹狀態(tài)的實時查詢和跟蹤。4、（本題5分）某電商平臺的促銷活動管理系統(tǒng)需要記錄活動信息和參與用戶信息，活動信息包括活動ID、活動名稱、活動規(guī)則、開始時間、結束時間，參與用戶信息包括用戶ID、活動ID、參與時間。設計數據結構來存儲這些數據，能夠快速查詢活動詳情、統(tǒng)計參與人數、判斷用戶是否參與活動，并在活動結束后進行數據清理。5、（本題5分）某旅游景點的門票預訂系統(tǒng)需要管理預訂信息，包括預訂編號、游客姓名、身份證號、預訂日期、門票類型、數量等。系統(tǒng)要支持快速查找特定預訂、按照預訂日期對預訂進行排序、新增預訂、取消預訂以及修改預訂的門票數量。請設計適用的數據結構和算法，給出代碼實現，并分析其時間和空間性能。四、設計題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）設計一個有限自動機用于字符串匹配，提高匹配速度，并與傳統(tǒng)算法比較。2、（本題10分）利用隊列結構設計一個學校運動會比賽項目報名管理系統(tǒng)，模擬