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《數據可視化項目實踐》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、設計一個基于DSP的語音處理系統，能夠實現語音的采集、編碼、解碼和播放，給出系統的硬件架構和軟件算法流程。2、設計一個基于無線傳感器網絡的智能家居系統，能夠實現燈光控制、窗簾控制、家電控制等功能，給出系統的整體架構和實現細節。3、設計一個基于FPGA的數字信號加密傳輸系統，保障數據在傳輸過程中的安全性。4、設計一個程控放大器，增益可在1至100倍之間程控調節，精度為1%，給出電路設計和控制邏輯。5、設計一個無線傳感器網絡的節點定位系統，能夠確定節點的位置信息，描述系統的原理和實現方法。6、設計一個基于單片機的水位控制系統，能夠自動控制水泵的啟停，保持水位在設定范圍內。7、在一個需要對大量數據進行頻繁插入和刪除操作，并且要求數據有序的數據結構中。以下哪種數據結構可能不太適合？（）A.紅黑樹B.鏈表C.平衡二叉樹D.有序數組8、設計一個基于FPGA的圖像壓縮系統，能夠對輸入的圖像進行有損壓縮，壓縮比不小于10:1。9、設計一個基于FPGA的圖像壓縮系統，實現JPEG壓縮算法，給出硬件設計和資源占用情況。10、在一個實時交通監控系統中，需要快速更新道路的擁堵狀態，并能夠查詢某條道路的當前狀態。以下哪種數據結構可能是最適合的？（）A.二叉平衡樹，能夠保持平衡，查找和更新效率較高，但結構較復雜B.跳表，通過多層索引提高查找和更新效率，實現相對簡單C.線段樹，常用于區間查詢和更新，但對于單個元素的操作相對復雜D.紅黑樹，自平衡的二叉搜索樹，保證了較好的性能11、設計一個基于藍牙5.0技術的智能家居設備組網系統，實現設備之間的互聯互通和協同工作。12、設計一個無線傳感器網絡中的能量有效數據采集方案，分析節點能耗和數據準確性。13、當需要構建一個能夠表示家族關系的樹形數據結構時，假設每個節點代表一個家庭成員，并且需要方便地查找某個成員的祖先和后代。以下哪種樹形結構最合適？（）A.二叉樹B.二叉搜索樹C.多叉樹D.紅黑樹14、利用數字邏輯電路設計一個數字頻率計，能夠測量輸入信號的頻率，給出測量精度和范圍。15、圖是一種復雜的數據結構，可以用于表示各種關系。以下關于圖的描述，不準確的是：（）A.圖由頂點和邊組成，邊可以有權重，表示頂點之間的關系強度或距離B.圖的存儲方式有鄰接矩陣和鄰接表，鄰接矩陣適合稠密圖，鄰接表適合稀疏圖C.圖的遍歷方式有深度優先遍歷和廣度優先遍歷，可用于解決路徑搜索、連通性判斷等問題D.對于有向圖和無向圖，其算法和應用場景完全相同，只是邊的表示方式有所不同二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）在一個雙向鏈表中，如何將鏈表逆序？2、（本題5分）深入分析在具有n個頂點的無向圖中，如何計算每個頂點的度，并給出時間復雜度和空間復雜度的分析。3、（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。三、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某在線購物網站的促銷活動系統需要根據用戶的消費記錄和行為，為用戶發放優惠券。設計一種數據結構和算法，實現優惠券的精準發放和管理。2、（本題5分）某超市的商品促銷管理系統需要存儲促銷商品的信息，如商品編號、商品名稱、促銷價格、促銷開始時間、促銷結束時間等。系統要支持快速查找特定促銷商品、按照促銷價格對商品進行排序、新增促銷商品、結束促銷商品活動。請設計合適的數據結構和算法，并給出代碼實現和性能評估。3、（本題5分）某城市的智能停車系統需要記錄停車場的位置、車位數量、占用情況和收費信息。設計一種數據結構和算法，幫助用戶快速找到空閑車位并計算停車費用。4、（本題5分）某高校的選課系統需要處理學生的選課操作，確保課程容量不超員，同時滿足學生的選課需求。設計合適的數據結構和算法，實現選課過程的高效管理。5、（本題5分）一家酒店的預訂系統需要記錄房間信息和預訂記錄，房間信息包括房間號、房間類型、價格、可預訂狀態，預訂記錄包括預訂ID、房間號、入住時間、退房時間、客人姓名。請設計數據結構來管理預訂數據，實現房間的快速預訂、取消預訂、查詢房間可用性，并統計不同時間段的預訂率。四、設計題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）使用鏈表和Prim算法，設計一個程序，為一個山區的通信基站規劃信號覆蓋線路，使覆蓋范圍最