西南交通大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)庫應(yīng)用》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁西南交通大學(xué)

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)庫應(yīng)用》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、設(shè)計一個簡單的無線通信系統(tǒng)，使用藍牙技術(shù)實現(xiàn)兩個設(shè)備之間的文本數(shù)據(jù)傳輸，傳輸距離不小于10米，數(shù)據(jù)傳輸速率不低于1Mbps。2、利用射頻技術(shù)設(shè)計一個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)設(shè)備，實現(xiàn)傳感器節(jié)點與上位機之間的數(shù)據(jù)通信和協(xié)議轉(zhuǎn)換。3、設(shè)計一個數(shù)字音頻處理中的音頻均衡器參數(shù)自動調(diào)整系統(tǒng)，分析調(diào)整效果。4、在排序算法中，選擇排序是一種簡單的排序方法，以下關(guān)于選擇排序的描述，正確的是：（）A.選擇排序在每一輪選擇未排序部分的最小元素，與當(dāng)前位置的元素交換B.選擇排序在最好和最壞情況下的時間復(fù)雜度都是O(nlogn)C.選擇排序是一種穩(wěn)定的排序算法，不會改變相同元素的相對順序D.選擇排序的空間復(fù)雜度較高，需要額外的大量輔助空間5、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的排序算法中，歸并排序是一種穩(wěn)定的排序方法。假設(shè)我們正在使用歸并排序?qū)?shù)組進行排序。以下關(guān)于歸并排序的描述，哪一項是不準確的？（）A.歸并排序的基本思想是將數(shù)組分成兩半，分別排序后再合并B.歸并排序的時間復(fù)雜度在任何情況下都是O(nlogn)C.歸并排序在合并過程中需要額外的輔助空間，其空間復(fù)雜度為O(n)D.歸并排序是一種原地排序算法，不需要額外的存儲空間6、設(shè)計一個高頻功率放大器電路，工作頻率在100MHz以上，輸出功率不小于10W，效率不低于50%，給出電路結(jié)構(gòu)和調(diào)試方法。7、在一個長度為n的順序表中，刪除第i個元素（1<=i<=n），需要移動的元素個數(shù)為（）A.iB.n-iC.n-i+1D.n-i-18、在樹的遍歷中，如果需要按照層次從上到下、從左到右的順序訪問節(jié)點，應(yīng)該使用哪種遍歷方式（）A.先序遍歷B.中序遍歷C.后序遍歷D.層次遍歷9、設(shè)計一個基于數(shù)字濾波器和單片機的電機噪聲抑制系統(tǒng)，降低電機運行時的噪聲。10、設(shè)計一個基于數(shù)字圖像處理的醫(yī)學(xué)圖像分析系統(tǒng)，能夠輔助醫(yī)生進行疾病診斷和治療。11、設(shè)計一個數(shù)字示波器，帶寬為100MHz，采樣率為1GSa/s，具備基本的測量功能，如峰峰值、頻率等，說明硬件架構(gòu)和軟件界面設(shè)計。12、使用單片機設(shè)計一個智能家居安防監(jiān)控系統(tǒng)，能夠?qū)崟r監(jiān)控家中情況，當(dāng)有異常時進行圖像抓拍和報警。13、設(shè)計一個數(shù)字溫度計液位計無線傳輸與遠程監(jiān)測電路，能夠?qū)囟群鸵何粩?shù)據(jù)通過無線方式傳輸?shù)竭h程監(jiān)控中心進行實時監(jiān)測。14、設(shè)計一個數(shù)字電路中的移位寄存器應(yīng)用系統(tǒng)，如數(shù)據(jù)緩存和串行并行轉(zhuǎn)換。15、根據(jù)數(shù)字信號處理知識，設(shè)計一個語音降噪系統(tǒng)，能夠有效去除環(huán)境噪聲，提高語音清晰度。16、設(shè)計一個數(shù)字信號量化電路，確定量化級數(shù)和編碼方式，分析量化誤差對信號質(zhì)量的影響。17、設(shè)計一個基于藍牙的無線鍵盤，實現(xiàn)按鍵輸入的無線傳輸和與計算機的連接，描述硬件和軟件設(shè)計。18、歸并排序是一種基于分治思想的排序算法。對于歸并排序的過程和特點，以下描述哪一項是不正確的？（）A.歸并排序?qū)?shù)組不斷地分成兩半，分別進行排序，然后將排序好的兩部分合并起來B.歸并排序在任何情況下的時間復(fù)雜度均為O(nlogn)，空間復(fù)雜度為O(n)C.歸并排序是一種穩(wěn)定的排序算法，能夠保持相同元素的相對順序D.歸并排序在處理大規(guī)模數(shù)據(jù)時，性能不如快速排序和冒泡排序19、基于通信協(xié)議設(shè)計一個網(wǎng)絡(luò)通信接口，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的可靠傳輸和錯誤檢測，說明協(xié)議的選擇和實現(xiàn)過程。20、設(shè)計一個數(shù)字電視信號的傳輸系統(tǒng)，包括調(diào)制、編碼和發(fā)射模塊，滿足特定的傳輸標(biāo)準和質(zhì)量要求。21、設(shè)計一個用于電動汽車充電樁的控制系統(tǒng)，支持多種充電模式和計費方式，給出系統(tǒng)組成和控制流程。22、利用射頻技術(shù)設(shè)計一個無線定位系統(tǒng)，能夠確定目標(biāo)物體在一定范圍內(nèi)的位置，給出定位精度和誤差分析。23、在實際應(yīng)用中，常常需要對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化。以下關(guān)于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的描述，錯誤的是：（）A.可以通過選擇合適的存儲結(jié)構(gòu)來提高性能B.可以通過改進算法來降低操作的時間復(fù)雜度C.優(yōu)化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)一定會增加代碼的復(fù)雜性D.優(yōu)化需要綜合考慮性能、可讀性和可維護性24、在圖的遍歷算法中，深度優(yōu)先搜索和廣度優(yōu)先搜索是兩種基本方法。以下關(guān)于深度優(yōu)先搜索的描述，不正確的是（）A.采用棧來實現(xiàn)B.可能會出現(xiàn)重復(fù)訪問節(jié)點的情況C.對于連通圖，能遍歷到所有節(jié)點D.可以用于求解圖的連通分量25、假設(shè)要對一組整數(shù)進行排序，這些整數(shù)的范圍較?。ɡ?到100），并且數(shù)據(jù)量較大。以下哪種排序算法在這種情況下可能表現(xiàn)最佳？（）A.冒泡排序B.插入排序C.快速排序D.計數(shù)排序26、考慮一個航班預(yù)訂系統(tǒng)，需要存儲不同航班的信息，包括航班號、起降時間、座位數(shù)量等，并能夠快速地根據(jù)航班號、起降地點等條件進行查詢和預(yù)訂操作。在這種情況下，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的組合可能是最優(yōu)的？（）A.二分查找算法和二叉搜索樹B.哈希表和線性探測解決沖突C.冒泡排序和鏈表D.選擇排序和數(shù)組27、設(shè)計一個基于單片機的太陽能充電控制器，能夠?qū)崿F(xiàn)對太陽能電池板的最大功率跟蹤和蓄電池的充電管理。28、設(shè)計一個基于RFID技術(shù)的物品識別與管理系統(tǒng)，能夠快速準確地讀取標(biāo)簽信息并進行數(shù)據(jù)處理。29、設(shè)計一個數(shù)字電壓表電流表電路，能夠同時測量直流電壓和電流，電壓測量范圍為0V到100V，電流測量范圍為0A到1A，精度為±0.1V和±0.01A。30、設(shè)計一個數(shù)字圖像處理中的圖像復(fù)原系統(tǒng)，針對特定退化模型進行復(fù)原，評估復(fù)原效果。二、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在一個社交媒體平臺中，需要管理用戶的關(guān)注關(guān)系和發(fā)布的動態(tài)信息。設(shè)計一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲用戶之間的關(guān)注關(guān)系和動態(tài)信息，支持快速查詢用戶的關(guān)注者和被關(guān)注者列表，以及獲取用戶發(fā)布的最新動態(tài)，并能夠高效地推送動態(tài)給關(guān)注者。2、（本題5分）一個在線教育平臺的課程評價管理系統(tǒng)需要存儲課程評價信息，如課程編號、評價內(nèi)容、評價者、評價分數(shù)、評價時間等。系統(tǒng)要支持快速查找特定課程的評價、按照評價分數(shù)對評價進行排序、新增評價、修改評價、刪除惡意評價。請選擇恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細說明算法和代碼實現(xiàn)，以及性能評估。3、（本題5分）某航空公司的訂票系統(tǒng)需要對航班信息和乘客訂票情況進行管理。航班信息包括航班號、起降時間、起降地點、座位數(shù)量等，乘客訂票信息包括乘客姓名、身份證號、航班號、座位號等。這些信息以哈希表和鏈表的組合形式存儲。請設(shè)計算法實現(xiàn)以下功能：（1）查詢某個航班的剩余座位數(shù)量；（2）為乘客預(yù)訂指定航班的座位；（3）取消乘客的訂票；（4）統(tǒng)計每個航班的訂票人數(shù)。分析算法的時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。4、（本題5分）一家電商平臺的物流跟蹤系統(tǒng)需要記錄包裹的運輸軌跡，包括包裹單號、運輸節(jié)點、到達時間、運輸狀態(tài)。請設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲運輸軌跡數(shù)據(jù)，能夠快速查詢包裹的當(dāng)前位置、歷史軌跡、預(yù)計到達時間，并統(tǒng)計不同運輸節(jié)點的處理效率。5、（本題5分）一個在線圖書館的借閱管理系統(tǒng)需要記錄圖書信息、讀者信息和借閱記錄，圖書信息包括圖書ISBN、書名、作者、出版社、可借閱狀態(tài)，讀者信息包括讀者ID、姓名、聯(lián)系方式，借閱記錄包括借閱ID、讀者ID、圖書ISBN、借閱時間、應(yīng)還時間。請設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來管理借閱數(shù)據(jù)，實現(xiàn)圖書的借閱、歸還、續(xù)借操作，查詢讀者的借閱歷史，并統(tǒng)計逾期未還的圖書。三、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）詳細說明在字符串操作中，如何實現(xiàn)字符串的加密和解密。2、（本題5分）詳細闡述二叉樹的先序、中序和后序遍歷算法的思想，并分別舉例說明其應(yīng)用場景。3、（本題5分）解釋如何使用遞歸算法實現(xiàn)二叉樹的前序、中序和后序遍歷，并分析遞歸算法的優(yōu)缺點。4、（本題5分）闡述并查集中如何