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頁三亞中瑞酒店管理職業學院

《數據科學導論》2023-2024學年第一學期期末試卷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、假設要實現一個可以快速查找前K個最大值的算法，以下哪種數據結構可能是最適合的？（）A.最大堆，每次取出堆頂元素即為最大值B.最小堆，維護一個大小為K的堆，堆頂為第K大的值C.二叉搜索樹，遍歷獲取最大值，效率較低D.鏈表，查找最大值操作復雜2、設計一個基于FPGA的數字信號調制系統，支持多種數字調制方式（如8PSK、64QAM等）。3、根據數字信號處理知識，設計一個音頻回聲消除系統，消除語音通信中的回聲干擾。4、設計一個基于LoRa技術的遠程無線數據傳輸系統，實現遠距離的數據通信，描述系統的硬件組成和軟件協議。5、設計一個基于運算放大器的電壓跟隨器電路，具有高輸入阻抗和低輸出阻抗特性。6、基于通信中的同步技術設計一個數字通信接收系統，保證數據的準確接收和同步。7、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。8、利用數字電路技術，設計一個超市電子秤的稱重控制系統，實現準確稱重和計價功能。9、設計一個基于物聯網技術的智能停車場管理系統，能夠實現車位檢測、車輛引導和收費管理等功能。10、設計一個程控交換系統中的呼叫處理模塊，實現呼叫的建立、保持和釋放功能，考慮信令交互和資源管理。11、在數據結構中，棧是一種特殊的線性表，遵循先進后出的原則。假設一個程序需要對一系列操作進行逆序處理，例如計算表達式的值或者實現函數調用的嵌套。以下哪種應用場景最適合使用棧這種數據結構（）A.按照優先級對任務進行排序B.存儲一組無序的整數并進行快速查找C.模擬瀏覽器的前進和后退功能D.實現一個優先隊列12、考慮哈希沖突的解決方法，開放定址法和鏈地址法是常見的策略。假設一個哈希表的負載較高，容易發生沖突。以下哪種方法在這種情況下可能表現更好（）A.開放定址法B.鏈地址法C.兩種方法效果相同D.無法確定13、在排序算法的比較中，穩定性是一個重要的特性。以下關于排序算法穩定性的描述，錯誤的是（）A.穩定的排序算法在排序過程中不會改變相同元素的相對順序B.冒泡排序、插入排序和歸并排序是穩定的排序算法C.選擇排序和快速排序是不穩定的排序算法D.排序算法的穩定性對于所有應用都是至關重要的，不穩定的算法不能使用14、在數據結構的操作中，可能會出現時間和空間的權衡。以下關于時間和空間權衡的描述，不準確的是：（）A.有時候為了提高操作的時間效率，可能需要犧牲一些存儲空間，例如使用緩存來加速數據訪問B.某些數據結構在節省空間的同時，可能會導致操作的時間復雜度增加，例如壓縮存儲的數組C.在任何情況下，都應該優先考慮時間效率，而忽略空間的消耗，因為時間往往比空間更寶貴D.時間和空間的權衡需要根據具體的應用場景和需求來決定，沒有絕對的最優策略15、設計一個直流電機調速系統，采用PWM控制方式，實現電機的平滑調速，包括電路設計和控制算法。二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）深入解釋在隊列的實現中，循環隊列和鏈式隊列的區別，以及它們在不同場景下的適用性。2、（本題5分）請說明二叉搜索樹的定義和性質，闡述其插入、刪除操作的過程，并分析在最壞情況下二叉搜索樹的性能。3、（本題5分）詳細闡述在拓撲排序的錯誤處理中，如何檢測和處理圖中存在環的情況。4、（本題5分）在一個鏈表中，如何查找鏈表中環的入口結點？三、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一個股票交易系統需要實時處理大量的股票交易數據，包括股票代碼、交易時間、交易價格、交易數量、買賣方向等。請設計數據結構來存儲和管理這些交易數據，能夠快速查詢特定股票的交易記錄、按時間排序交易、計算某段時間內的股票均價，并支持新交易的插入和舊交易的刪除。2、（本題5分）一個學校的社團管理系統需要存儲社團的信息，如社團編號、社團名稱、社團負責人、社團成員名單、活動安排等。系統要支持快速查找特定社團、按照社團成員數量對社團進行排序、社團納新和退社操作、修改社團活動安排。請選擇恰當的數據結構，并詳細說明算法和代碼實現，以及性能評估。3、（本題5分）某城市的垃圾分類管理系統需要記錄垃圾投放點信息、垃圾類型、分類情況和回收記錄等。設計一種數據結構來存儲這些信息，實現垃圾投放點的管理，垃圾類型的分類和統計，分類情況的監督和回收記錄的查詢，并能夠提高垃圾分類的效率和準確性。4、（本題5分）一個在線購物車系統需要管理商品信息，包括商品編號、商品名稱、商品數量、商品單價、總價等。系統要能夠快速計算購物車總價、按照商品單價對商品進行排序、添加商品、修改商品數量、刪除商品。請設計合理的數據結構和算法，并提供代碼實現和性能分析。5、（本題5分）一個在線音樂制作平臺需要管理用戶上傳的音樂作品、音效素材和項目文件。設計數據結構來優化存儲和檢索，方便用戶創作和分享。四、設計題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）設計一個程序，使用循環隊列存儲圖書館的借閱記錄，實現借閱信息的查詢和管理。2、（本題10分）設計一