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2頁，共2頁山西大學《數據科學與工程引論》

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20個小題，每小題2分，共40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、運用電子電路知識，設計一個用于工業自動化的壓力傳感器信號調理電路，將傳感器輸出信號轉換為標準電壓或電流信號。2、假設要實現一個高效的字符串匹配算法，能夠在一個長文本中快速找到給定的模式字符串的所有出現位置。以下哪種數據結構和算法的組合是常見的解決方案？（）A.KMP算法結合數組B.暴力匹配算法結合鏈表C.后綴樹D.字典樹結合貪心算法3、假設在一個資源分配系統中，有多個資源請求同時到達，系統需要根據資源的可用性和請求的優先級進行分配。為了有效地管理資源和請求，以下哪種數據結構可以幫助實現高效的分配策略？（）A.集合B.映射C.鏈表集合D.樹狀數組4、設計一個基于數字鎖相放大器的微弱信號檢測系統，能夠從強噪聲背景中檢測出微弱信號。5、基于通信中的多址接入技術設計一個無線通信網絡，支持多個用戶同時通信，分析網絡容量和性能。6、哈夫曼樹是一種最優二叉樹，常用于數據壓縮。以下關于哈夫曼樹的特點，錯誤的是（）A.帶權路徑長度最小B.沒有度為1的節點C.權值越大的節點離根節點越近D.哈夫曼樹的構建過程是唯一的7、根據數字信號處理理論，設計一個圖像去模糊系統，能夠恢復模糊圖像的清晰細節。8、設計一個基于Zynq的異構計算平臺，實現圖像處理和數據加密等功能，給出硬件架構和軟件編程模型。9、在排序算法的改進和優化中，常常結合多種算法的優點。以下關于混合排序算法的敘述，錯誤的是（）A.可以將快速排序和插入排序結合，在小規模數據時使用插入排序B.混合排序算法能夠在不同情況下發揮不同算法的優勢，提高整體性能C.設計混合排序算法時，需要考慮不同算法之間的切換時機和條件D.混合排序算法一定比單一的排序算法性能更好10、設計一個數字音頻處理中的音頻降噪系統，分析降噪效果和對音質的影響。11、設計一個基于藍牙5.0技術的無線耳機系統，具備穩定的音頻傳輸、低延遲和長續航功能。12、基于通信協議設計一個網絡通信接口，實現數據的可靠傳輸和錯誤檢測，說明協議的選擇和實現過程。13、設計一個集成電路封裝結構，滿足散熱、電氣性能和機械強度等要求，進行封裝的可靠性分析。14、設計一個基于USB接口的數據采集卡，能夠采集多路模擬信號和數字信號，給出硬件接口設計和驅動程序開發思路。15、設計一個用于工業傳感器的信號調理電路，將傳感器輸出的小信號轉換為標準電壓或電流信號，給出電路設計和精度分析。16、設計一個數字頻率計，采用直接計數法，測量范圍為1Hz至10MHz，給出系統方案和誤差分析。17、設計一個直流穩壓電源，能夠將輸入的不穩定直流電壓轉換為穩定的輸出電壓，輸出電壓可在一定范圍內調節，給出電路原理圖和元件參數選擇。18、設計一個簡單的工業以太網通信節點，實現與工業以太網網絡的連接和數據交換，描述節點的硬件結構和通信協議。19、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先搜索算法B.循環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20、設計一個基于ARMCortex-M7的電機驅動控制器，支持無刷直流電機和永磁同步電機，給出控制算法和硬件接口。二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（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？2、（本題5分）在一個二叉樹中，如何判斷兩棵二叉樹是否相同？3、（本題5分）論述在哈希表中，當沖突發生時，如何選擇合適的沖突解決方法以提高性能。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）分析在字符串匹配中利用位運算提高匹配速度的設計思路，并實現。2、（本題5分）設計一個程序，使用鏈表實現隊列的復制功能，輸入一個隊列進行復制并展示結果。3、（本題5分）設計一個程序，在有序數組中查找兩個數之積最大的組合，輸出組合。4、（本題5分）設計一個程序，利用圖的數據結構表示社交網絡，實現好友推薦功能，根據共同好友數量進行推薦。5、（本題5分）設計一個程序，模擬實現操作系統中的內存分頁管理，使用鏈表或樹結構。四、綜合題（本大題共2個小題，共20分)1、（本題10分）一個在線教學平臺需要對學生的考試成績進行管理和分析。成績信息以堆（大頂堆或小頂堆）的形式存儲。請設計算法實現以下功能：（1）找出成績最高的前10%的學生；（2）插入一個新學生的成績；