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頁四川財經職業學院《數據科學與工程引論》

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、考慮到一個圖的遍歷問題，假設需要判斷一個圖是否存在環，并且找出所有的環。以下哪種數據結構和算法常用于解決這類問題？（）A.深度優先搜索結合棧B.廣度優先搜索結合隊列C.拓撲排序結合棧D.強連通分量算法結合并查集2、設計一個光通信中的摻鉺光纖放大器（EDFA）驅動電路，實現對EDFA的穩定驅動和增益控制。3、設計一個基于FPGA的數字濾波器，能夠對輸入的數字信號進行濾波處理，如低通、高通、帶通等，闡述硬件實現過程和仿真結果。4、設計一個無線通信中的頻譜感知性能評估系統，包括檢測概率和虛警概率等指標。5、設計一個基于DSP的數字信號調制系統，支持多種調制方式，如QAM、OFDM等，給出算法實現和性能優化。6、設計一個正弦波信號發生器，頻率范圍為10Hz至1MHz，輸出幅度可調，失真度小于1%，說明電路原理和調試方法。7、設計一個用于音頻放大器的反饋網絡，提高放大器的穩定性和性能，給出反饋類型選擇和參數計算。8、設計一個基于單片機的智能門禁系統，能夠通過指紋、密碼或刷卡進行身份驗證，控制門的開關。9、設計一個具有自動增益控制和動態范圍壓縮功能的音頻處理系統，提高音頻質量，給出系統設計和性能評估。10、在樹的存儲結構中，除了二叉樹，還有多叉樹。假設一個多叉樹的每個節點的孩子節點數量不確定，以下哪種存儲方式可能更靈活（）A.雙親表示法B.孩子表示法C.孩子兄弟表示法D.以上方式都不靈活11、設計一個基于模擬乘法器的調幅（AM）信號發生器，能夠產生幅度調制的正弦波信號，并分析其調制深度和失真度。12、設計一個基于藍牙模塊的智能體重秤，能夠測量體重、體脂率、肌肉量等身體指標，并將數據上傳至云端。13、二叉搜索樹是一種特殊的二叉樹，具有特定的性質和用途。以下關于二叉搜索樹的描述，錯誤的是：（）A.左子樹上所有節點的值均小于根節點的值，右子樹上所有節點的值均大于根節點的值B.對二叉搜索樹進行中序遍歷，可以得到一個有序的序列C.二叉搜索樹的查找、插入和刪除操作的平均時間復雜度都是O(logn)D.二叉搜索樹一定是平衡的，即左右子樹的高度差不超過114、跳表是一種基于鏈表的數據結構。關于跳表的特點，以下描述哪一項是不正確的？（）A.跳表通過在鏈表中增加多層索引來提高查找效率B.插入和刪除操作在平均情況下的時間復雜度為O(logn)C.跳表的空間復雜度比普通鏈表高，但低于平衡二叉搜索樹D.跳表的性能不受數據分布的影響，始終保持較好的查找效率15、設計一個數字通信系統中的擾碼生成和解擾電路，分析擾碼對信號頻譜的影響。16、利用射頻技術設計一個無線傳感器節點，能夠采集環境數據并通過無線方式傳輸，給出節點的硬件設計和功耗分析。17、設計一個基于傳感器的環境監測系統，能夠同時監測溫度、濕度、光照強度等環境參數，并通過無線方式傳輸數據。18、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。19、假設正在開發一個文本編輯軟件，需要能夠快速地對輸入的文本進行插入、刪除和查找操作。同時，要能夠高效地實現文本的回退和重做功能。為了滿足這些需求，以下哪種數據結構可能是最優的選擇？（）A.順序表，存儲文本數據，操作簡單直接B.雙向鏈表，方便在任意位置進行插入和刪除C.棧，用于實現回退和重做功能D.散列表，快速查找文本中的特定字符或字符串20、運用電子信息工程知識，設計一個智能交通信號燈自適應控制系統，根據實時交通流量調整信號燈時間。21、設計一個基于藍牙的智能手表，能夠顯示時間、計步、監測心率和接收手機通知，描述硬件和軟件設計。22、在圖的遍歷算法中，深度優先搜索和廣度優先搜索是兩種常見的方法。以下關于這兩種算法的描述，正確的是：（）A.深度優先搜索總是先訪問距離起始節點最近的未訪問節點B.廣度優先搜索使用棧來保存待訪問節點，深度優先搜索使用隊列C.對于同一個圖和起始節點，深度優先搜索和廣度優先搜索得到的遍歷結果一定不同D.深度優先搜索適合用于查找圖中的連通分量，廣度優先搜索適合用于求解最短路徑問題23、在一個網絡數據包處理系統中，數據包按照到達的順序被處理，但是某些高優先級的數據包需要優先處理。為了實現這種優先級處理機制，以下哪種數據結構可以被應用？（）A.優先級隊列B.單調隊列C.循環隊列D.有序數組24、插入排序也是一種基本的排序算法。關于插入排序的特點，以下描述正確的是：（）A.插入排序在每次迭代中，將待排序元素插入到已排序部分的合適位置B.插入排序在最壞情況下的時間復雜度為O(nlogn)，優于冒泡排序C.插入排序是一種不穩定的排序算法，可能改變相同元素的相對順序D.插入排序適用于大規模數據的排序，效率很高25、設計一個基于加速度傳感器的振動監測系統，能夠監測設備的振動情況，并進行故障預警。26、哈希表是一種通過哈希函數將關鍵字映射到存儲位置的數據結構。在處理哈希沖突時，常見的方法有開放地址法和鏈地址法。使用鏈地址法處理哈希沖突時，以下關于其特點的描述，正確的是：（）A.查找效率較低B.空間利用率低C.適用于哈希函數沖突較少的情況D.可以有效地處理大量的沖突27、二叉樹常用于實現查找操作，以下關于二叉樹查找效率的描述，正確的是：（）A.二叉樹的查找效率與樹的高度成正比，樹越高查找越慢B.平衡二叉樹的查找效率一定高于普通二叉樹C.滿二叉樹的查找效率最高，因為其結構最規整D.無論二叉樹的結構如何，查找操作的時間復雜度都是O(n)28、設計一個基于鎖相環的頻率合成器電路，輸出頻率范圍為100kHz-1GHz，頻率分辨率不大于1kHz，相位噪聲小于-100dBc/Hz@1kHz偏移。29、利用模擬電路技術，設計一個用于數控機床的電機驅動電路，實現電機的精確調速和位置控制。30、圖是一種復雜的數據結構，用于表示對象之間的關系。在圖的存儲方式中，鄰接矩陣和鄰接表是常見的兩種方法。對于一個具有n個頂點的無向圖，如果采用鄰接矩陣存儲，其空間復雜度為：（）A.O(n)B.O(nlogn)C.O(n^2)D.O(n^3)二、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某醫院的信息系統需要存儲患者的病歷信息，包括基本信息、診斷結果、治療方案、用藥記錄等。設計一種數據結構，能夠方便地按照患者編號、疾病類型或治療時間進行查詢和統計，并支持新病歷的錄入和舊病歷的修改。2、（本題5分）一個電影票務系統需要存儲電影場次信息，如場次編號、電影名稱、放映時間、影廳號、剩余座位數等。系統要能夠快速查找特定場次、按照剩余座位數對場次進行排序、新增場次、刪除已結束場次以及修改場次的剩余座位數。請選擇恰當的數據結構，并詳細闡述實現這些功能的算法和代碼，以及對系統性能的影響。3、（本題5分）某電商平臺的促銷活動管理系統需要記錄活動信息、參與商品、優惠規則和用戶參與情況等。設計一種數據結構來存儲這些信息，實現活動的創建、修改和刪除，參與商品的添加和刪除，優惠規則的設置和計算，以及用戶參與情況的記錄和統計，并能夠實時監控活動效果和調整策略。4、（本題5分）在一個在線電影票務系統中，需要管理電影院信息、影片排片、座位預訂和票房統計等。設計一種數據結構來存儲這些信息，支持電影院和影片的添加、刪除和修改，座位的預訂和取消，票房數據的統計和分析，并能夠實時顯示座位的預訂情況和優化排片策略。5、（本題5分）一個電商網站的推薦系統需要根據用戶的瀏覽歷史和購買行為為用戶推薦相關商品。用戶的行為數據以字符串的形式存儲，使用后綴樹來處理這些數據。請設計算法實現以下功能：（1）查找具有相似瀏覽歷史的用戶；（2）根據用戶的當前瀏覽行為預測可能感興趣的商品；（3）更新用戶的行為數據；（4）處理大量用戶數據時，如何優化后綴樹的性能。分析算法的時間復雜度和空間復雜度。三、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）闡述如何在一個二叉樹中進行后序遍歷的非遞歸實現，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。2、（本題5分）解釋如何計算一棵二叉樹的葉子節點個數，分析所使用的算法和時間復雜度。3、（本題5分）詳細說明在動態規劃的問題分解中，如何確定子問題的邊界和依賴關系。4、