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《數據傳輸技術基礎》2023-2024學年第一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、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。2、設計一個基于霍爾傳感器的電機轉速測量系統，能夠實時測量電機的轉速并將數據顯示出來。3、設計一個數字溫度計液位計智能監測電路，能夠自動監測溫度和液位的變化，并給出預警提示。4、在圖的存儲結構中，鄰接多重表主要用于解決鄰接表在某些操作上的不便。假設需要頻繁地判斷兩個頂點之間是否存在邊，以下關于鄰接多重表的特點，哪個是相關的優勢（）A.節省存儲空間B.便于邊的刪除和插入C.快速判斷邊的存在性D.以上都不是5、設計一個基于數字鎖相環的時鐘同步系統，能夠使多個設備的時鐘保持同步，分析其同步精度和穩定性。6、設計一個無線局域網（WLAN）的接入點（AP），實現多個用戶的高速無線接入，配置安全機制。7、在一個具有n個節點的二叉排序樹中，查找一個特定元素的平均時間復雜度為：（）A.O(n)B.O(logn)C.O(nlogn)D.O(n^2)8、設計一個基于單片機的智能車庫照明系統，根據車輛進出自動控制燈光的開啟和關閉。9、利用數字電路技術，設計一個銀行自動取款機的控制系統，實現取款、存款、轉賬等功能。10、對于一個用數組實現的隊列，當rear指針達到數組末尾時，為了實現循環隊列，需要進行什么樣的操作？（）A.rear指針重新指向數組開頭B.擴大數組容量C.停止入隊操作D.以上都不對11、假設在一個操作系統的內存管理中，需要動態地分配和回收內存塊，并且避免內存碎片的產生。以下哪種數據結構和算法可以用于實現有效的內存管理？（）A.伙伴系統B.分頁存儲管理C.分段存儲管理D.段頁式存儲管理12、設計一個音頻均衡器的自動調節系統，能夠根據輸入音頻信號自動調整均衡參數，給出系統設計和算法實現。13、在數據結構的性能評估中，時間復雜度和空間復雜度是重要的指標，以下關于它們的說法，錯誤的是：（）A.時間復雜度反映了算法執行所需的時間與輸入規模之間的關系B.空間復雜度反映了算法執行所需的存儲空間與輸入規模之間的關系C.優先考慮時間復雜度較低的算法，空間復雜度可以忽略不計D.對于一些特殊的應用場景，可能需要在時間復雜度和空間復雜度之間進行權衡14、考慮一個地理信息系統，需要存儲和管理地圖上的點、線、面等元素的信息，并能夠快速地進行空間查詢和分析，如判斷兩個區域是否相交。以下哪種數據結構最適合用于地理空間數據的處理？（）A.R樹，支持空間數據的索引和查詢B.B+樹，高效存儲和檢索空間數據C.紅黑樹，保持空間數據的平衡D.哈希樹，快速定位空間元素15、選擇排序也是一種簡單的排序算法。以下關于選擇排序的特點，描述錯誤的是（）A.每一輪選擇未排序部分的最小元素與當前位置交換B.時間復雜度始終為O(n^2)C.是一種不穩定的排序算法D.不需要額外的存儲空間16、設計一個溫度傳感器網絡電路，能夠將多個溫度傳感器連接起來，組成一個溫度監測系統，并且具有數據傳輸和顯示功能。17、在選擇數據結構時，需要考慮多種因素。以下關于數據結構選擇的描述，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.當數據的查找操作遠多于插入和刪除操作，且數據量較大時，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，優先隊列可能是一個好的選擇D.數據結構的選擇只取決于操作的類型和頻率，不需要考慮數據的特點和規模18、設計一個基于DSP的音頻編碼系統，實現MP3或AAC編碼，給出算法流程和代碼優化。19、設計一個數字音頻處理系統，能夠實現音頻的采集、編碼、存儲和播放，具備一定的音頻特效處理功能。20、當使用快速排序算法對一個數組進行排序時，選擇基準元素的策略對算法的性能有很大影響。假設總是選擇數組的第一個元素作為基準，在某些特殊情況下可能會導致算法的性能變差。以下哪種情況可能導致這種現象（）A.數組已經是有序的B.數組元素的值都相同C.數組元素隨機分布D.以上情況都不會21、在一個網絡數據包的處理系統中，需要按照到達的時間順序存儲和處理數據包。以下哪種數據結構最適合？（）A.隊列B.棧C.二叉搜索樹D.哈希表22、隊列也是一種常見的數據結構，遵循先進先出的原則。假設一個打印任務隊列，有文檔A、B、C依次進入隊列，打印機每次只能處理一個任務。當打印機處理完當前任務后，會從隊列頭部取出下一個任務進行打印。如果文檔A正在打印，此時文檔D進入隊列，那么接下來打印機將打印哪個文檔？（）A.BB.CC.DD.不確定23、設計一個數字電壓表，測量范圍為0至50V，精度為0.1V，采用ADC芯片實現，說明硬件電路和軟件算法。24、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、灰度化等基本操作。25、設計一個數字頻率合成器電路，能夠產生不同頻率的正弦波、方波和三角波，頻率范圍為1Hz到10MHz。26、設計一個具有自動校準功能的模擬信號采集系統，提高采集精度，給出系統的設計方案和校準算法。27、設計一個數字電路中競爭冒險現象的檢測和消除電路，分析其對電路性能的改善效果。28、運用通信網絡技術，設計一個遠程醫療手術示教系統的網絡架構，實現高清視頻和數據的實時傳輸。29、設計一個用于太陽能路燈的控制器，能夠根據光照強度自動控制路燈開關和亮度調節，給出電路原理和控制策略。30、設計一個基于ARM的工業控制計算機，實現對工業生產過程的實時監控和控制，描述計算機的硬件架構和軟件系統。二、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一家物流公司的配送中心需要管理貨物的配送信息，包括配送單號、貨物信息、收件人信息、配送員信息、配送狀態、預計送達時間等。設計合適的數據結構來存儲配送數據，實現配送信息的快速查詢、狀態更新、人員調度，并統計按時送達率。2、（本題5分）假設有一個電商網站，需要實時處理大量的訂單信息。訂單信息包括訂單號、商品名稱、購買數量、客戶姓名、收貨地址等。請設計合適的數據結構來存儲和管理這些訂單數據，并實現訂單的快速插入、查找、修改和刪除操作，同時能夠高效地統計不同商品的銷售數量。3、（本題5分）一個科研項目管理系統需要對項目的進展情況和參與人員進行跟蹤。項目信息包括項目編號、項目名稱、負責人、起止時間、進展狀態等，參與人員信息包括人員編號、姓名、參與項目等。這些信息以十字鏈表的形式存儲。請設計算法實現以下功能：（1）查詢某個項目的詳細信息；（2）添加新的項目或人員；（3）刪除已完成的項目或離職人員；（4）統計每個負責人負責的項目數量。分析算法的時間復雜度和空間復雜度。4、（本題5分）某電商倉庫的庫存管理系統需要存儲商品的庫存信息，包含商品編號、商品名稱、庫存數量、進貨價格、出貨價格等。系統要能夠快速查詢特定商品的庫存、按照庫存數量對商品進行排序、進行商品的入庫和出庫操作、修改商品的價格信息。請設計合理的數據結構和算法，并提供代碼實現以及性能評估。5、（本題5分）某醫院的病歷管理系統需要對患者的病歷信息進行高效存儲和檢索。病歷信息包括患者編號、姓名、病癥、治療方案、主治醫師等。考慮使用B樹或B+樹來存儲這些信息。請設計數據結構并實現以下功能：（1）插入一個新的病歷；（2）刪除一個指定的病歷；（3）根據患者編號快速查找病歷；（4）按病癥對病歷進行排序并輸出。分析所設計數據結構和算法的性能。三、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）解釋什么是哈夫曼編碼，并說明其在數據壓縮中的作用和優勢。2、（本題5分）闡述如何在一個鏈表中實現歸并排序，給出算法步驟和實現代碼，并分析其時間復雜度和空間復雜度。3、（本題5分）請詳細闡述在一個具有n個元素的順序表中，如何實現插入一個新元素的操作，并分析其平均時間復雜度和最