華東師范大學(xué)《數(shù)據(jù)可視化》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁華東師范大學(xué)《數(shù)據(jù)可視化》

2021-2022學(xué)年第一學(xué)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(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、對于一個有序數(shù)組，使用二分查找算法查找一個特定元素。假設(shè)數(shù)組為[1,3,5,7,9,11,13]，要查找元素7，以下關(guān)于查找過程的描述，哪個是正確的？（）A.每次都將數(shù)組分成兩等份進(jìn)行比較B.先比較中間元素，如果大于中間元素則在右半部分查找，否則在左半部分查找C.從數(shù)組的第一個元素開始依次比較D.隨機(jī)選擇數(shù)組中的元素進(jìn)行比較2、設(shè)計一個太陽能路燈控制器，能夠根據(jù)環(huán)境光強(qiáng)自動控制路燈的開關(guān)和亮度，描述電路原理和控制策略。3、設(shè)計一個音頻放大器噪聲抑制電路，能夠降低放大器的噪聲水平，提高音頻質(zhì)量。4、運(yùn)用電子信息工程知識，設(shè)計一個汽車電子防盜系統(tǒng)，具備車輛定位、遠(yuǎn)程鎖車和報警等功能。5、設(shè)計一個模擬電路，用于放大音頻信號，要求具有低噪聲、高增益和寬頻帶的特性，同時能夠?qū)斎胄盘栠M(jìn)行一定程度的濾波處理。6、設(shè)計一個基于ZigBee技術(shù)的智能農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，能夠?qū)崟r監(jiān)測土壤濕度、溫度、酸堿度等參數(shù)。7、根據(jù)傳感器原理，設(shè)計一個用于智能農(nóng)業(yè)的土壤肥力檢測系統(tǒng)，能夠快速檢測土壤中的氮、磷、鉀等養(yǎng)分含量。8、設(shè)計一個基于運(yùn)放的差分放大器電路，增益為50倍，共模抑制比不小于100dB，輸入阻抗不小于100kΩ。9、設(shè)計一個基于FPGA的數(shù)字濾波器，實(shí)現(xiàn)低通、高通、帶通和帶阻濾波功能，給出設(shè)計過程和資源利用分析。10、設(shè)計一個基于ZigBee技術(shù)的無線智能家居安防系統(tǒng)，能夠?qū)崟r監(jiān)測門窗狀態(tài)、煙霧濃度、入侵情況等，并進(jìn)行報警。11、假設(shè)要實(shí)現(xiàn)一個LRU（最近最少使用）緩存淘汰策略，用于管理有限的內(nèi)存空間以存儲經(jīng)常訪問的數(shù)據(jù)。為了有效地實(shí)現(xiàn)這個策略，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是關(guān)鍵？（）A.雙向鏈表結(jié)合哈希表B.棧結(jié)合數(shù)組C.隊列結(jié)合樹D.堆結(jié)合鏈表12、考慮用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)一個字典功能，要求能夠快速插入、刪除和查找元素。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最合適的（）A.紅黑樹B.跳表C.堆D.以上數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都可以13、設(shè)計一個基于USB3.1接口的高速數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)大數(shù)據(jù)量的快速傳輸，包括接口電路設(shè)計和傳輸協(xié)議。14、利用射頻技術(shù)設(shè)計一個藍(lán)牙音頻耳機(jī)，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的無線音頻傳輸和控制功能。15、對于一個需要快速判斷兩個字符串是否相似（例如編輯距離較?。┑臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)問題。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的結(jié)合可能是有效的？（）A.哈希表和字符串比較B.后綴樹和字符串匹配C.二叉搜索樹和字符串遍歷D.堆和字符串排序二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）解釋什么是可持久化線段樹，并說明其應(yīng)用場景。2、（本題5分）解釋數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中棧的應(yīng)用場景，如遞歸函數(shù)的實(shí)現(xiàn)、深度優(yōu)先搜索的輔助結(jié)構(gòu)等，并說明其原理。3、（本題5分）詳細(xì)闡述基數(shù)排序算法的基本思想和適用場景，并說明其時間復(fù)雜度。4、（本題5分）深入分析在一個具有n個元素的鏈表中，如何刪除重復(fù)的節(jié)點(diǎn)。三、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某社交平臺需要存儲用戶的好友關(guān)系數(shù)據(jù)。每個用戶有一個唯一的用戶ID，好友關(guān)系是雙向的。請設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來表示用戶之間的好友關(guān)系，能夠快速查詢某個用戶的好友列表、判斷兩個用戶是否為好友、添加或刪除好友關(guān)系，并計算用戶的好友數(shù)量。2、（本題5分）某酒店的客房預(yù)訂系統(tǒng)需要管理客房信息，包含客房編號、房型、價格、入住狀態(tài)、預(yù)訂客人姓名等。系統(tǒng)要支持快速查找特定客房、按照價格對客房進(jìn)行排序、新增客房預(yù)訂、取消預(yù)訂以及修改客房的入住狀態(tài)。請設(shè)計合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，并提供完整的代碼實(shí)現(xiàn)和性能分析。3、（本題5分）一個在線房產(chǎn)中介系統(tǒng)需要管理房源信息、房東信息、租客需求、租賃合同等。設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)房源的發(fā)布、租客需求的匹配、合同的簽訂和管理，能夠保障交易的安全和透明。4、（本題5分）一個在線游戲的排行榜系統(tǒng)需要記錄玩家的得分和排名信息。玩家信息包括玩家ID、得分、排名。請設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)排行榜的實(shí)時更新，能夠快速查詢玩家的排名、計算排名變化，并支持新玩家的加入和舊玩家的退出。5、（本題5分）某音樂平臺需要對用戶的播放記錄和收藏歌曲進(jìn)行管理。用戶信息包括用戶ID、播放歷史、收藏歌曲等?？紤]使用左偏樹來存儲這些信息。請設(shè)計算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）查詢用戶最近播放的歌曲；（2）添加用戶新的播放記錄或收藏歌曲；（3）刪除用戶不再喜歡的歌曲；（4）按照播放次數(shù)對用戶的歌曲進(jìn)行排序。分析所設(shè)計算法的時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。四、設(shè)計題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）設(shè)計一個樹狀數(shù)組，實(shí)現(xiàn)高效的區(qū)間求和和更新操作，分析其性能。2、（本題10分）設(shè)計一個程序，使用循環(huán)隊列存儲圖書館的借閱記錄，實(shí)現(xiàn)借閱信息的查