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

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁(yè)，共3頁(yè)西南交通大學(xué)

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共30個(gè)小題，每小題1分，共30分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的無線通信系統(tǒng)，使用藍(lán)牙技術(shù)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)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(jì)一個(gè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)與上位機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信和協(xié)議轉(zhuǎn)換。3、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字音頻處理中的音頻均衡器參數(shù)自動(dòng)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(jiǎn)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(shí)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(huì)改變相同元素的相對(duì)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(jìn)行排序。以下關(guān)于歸并排序的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)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(shí)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(chǔ)空間6、設(shè)計(jì)一個(gè)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(gè)長(zhǎng)度為n的順序表中，刪除第i個(gè)元素（1<=i<=n），需要移動(dòng)的元素個(gè)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(diǎn)，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(jì)一個(gè)基于數(shù)字濾波器和單片機(jī)的電機(jī)噪聲抑制系統(tǒng)，降低電機(jī)運(yùn)行時(shí)的噪聲。10、設(shè)計(jì)一個(gè)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(jìn)行疾病診斷和治療。11、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字示波器，帶寬為100MHz，采樣率為1GSa/s，具備基本的測(cè)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(jì)。12、使用單片機(jī)設(shè)計(jì)一個(gè)智能家居安防監(jiān)控系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控家中情況，當(dāng)有異常時(shí)進(jìn)行圖像抓拍和報(bào)警。13、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字溫度計(jì)液位計(jì)無線傳輸與遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)電路，能夠?qū)囟群鸵何粩?shù)據(jù)通過無線方式傳輸?shù)竭h(yuǎn)程監(jiān)控中心進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。14、設(shè)計(jì)一個(gè)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(hào)處理知識(shí)，設(shè)計(jì)一個(gè)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(jì)一個(gè)數(shù)字信號(hào)量化電路，確定量化級(jí)數(shù)和編碼方式，分析量化誤差對(duì)信號(hào)質(zhì)量的影響。17、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙的無線鍵盤，實(shí)現(xiàn)按鍵輸入的無線傳輸和與計(jì)算機(jī)的連接，描述硬件和軟件設(shè)計(jì)。18、歸并排序是一種基于分治思想的排序算法。對(duì)于歸并排序的過程和特點(diǎn)，以下描述哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.歸并排序?qū)?shù)組不斷地分成兩半，分別進(jìn)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(shí)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(duì)順序D.歸并排序在處理大規(guī)模數(shù)據(jù)時(shí)，性能不如快速排序和冒泡排序19、基于通信協(xié)議設(shè)計(jì)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)通信接口，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可靠傳輸和錯(cuò)誤檢測(cè)，說明協(xié)議的選擇和實(shí)現(xiàn)過程。20、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電視信號(hào)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(zhǔn)和質(zhì)量要求。21、設(shè)計(jì)一個(gè)用于電動(dòng)汽車充電樁的控制系統(tǒng)，支持多種充電模式和計(jì)費(fèi)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(jì)一個(gè)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(shí)際應(yīng)用中，常常需要對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。以下關(guān)于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的描述，錯(cuò)誤的是：（）A.可以通過選擇合適的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)來提高性能B.可以通過改進(jìn)算法來降低操作的時(shí)間復(fù)雜度C.優(yōu)化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)一定會(huì)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(hù)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(shí)現(xiàn)B.可能會(huì)出現(xiàn)重復(fù)訪問節(jié)點(diǎn)的情況C.對(duì)于連通圖，能遍歷到所有節(jié)點(diǎn)D.可以用于求解圖的連通分量25、假設(shè)要對(duì)一組整數(shù)進(jìn)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(jì)數(shù)排序26、考慮一個(gè)航班預(yù)訂系統(tǒng)，需要存儲(chǔ)不同航班的信息，包括航班號(hào)、起降時(shí)間、座位數(shù)量等，并能夠快速地根據(jù)航班號(hào)、起降地點(diǎn)等條件進(jìn)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(cè)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(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的太陽(yáng)能充電控制器，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)太陽(yáng)能電池板的最大功率跟蹤和蓄電池的充電管理。28、設(shè)計(jì)一個(gè)基于RFID技術(shù)的物品識(shí)別與管理系統(tǒng)，能夠快速準(zhǔn)確地讀取標(biāo)簽信息并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。29、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電壓表電流表電路，能夠同時(shí)測(cè)量直流電壓和電流，電壓測(cè)量范圍為0V到100V，電流測(cè)量范圍為0A到1A，精度為±0.1V和±0.01A。30、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字圖像處理中的圖像復(fù)原系統(tǒng)，針對(duì)特定退化模型進(jìn)行復(fù)原，評(píng)估復(fù)原效果。二、綜合題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）在一個(gè)社交媒體平臺(tái)中，需要管理用戶的關(guān)注關(guān)系和發(fā)布的動(dòng)態(tài)信息。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)用戶之間的關(guān)注關(guān)系和動(dòng)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(dòng)態(tài)，并能夠高效地推送動(dòng)態(tài)給關(guān)注者。2、（本題5分）一個(gè)在線教育平臺(tái)的課程評(píng)價(jià)管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)課程評(píng)價(jià)信息，如課程編號(hào)、評(píng)價(jià)內(nèi)容、評(píng)價(jià)者、評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)、評(píng)價(jià)時(shí)間等。系統(tǒng)要支持快速查找特定課程的評(píng)價(jià)、按照評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)對(duì)評(píng)價(jià)進(jìn)行排序、新增評(píng)價(jià)、修改評(píng)價(jià)、刪除惡意評(píng)價(jià)。請(qǐng)選擇恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)說明算法和代碼實(shí)現(xiàn)，以及性能評(píng)估。3、（本題5分）某航空公司的訂票系統(tǒng)需要對(duì)航班信息和乘客訂票情況進(jìn)行管理。航班信息包括航班號(hào)、起降時(shí)間、起降地點(diǎn)、座位數(shù)量等，乘客訂票信息包括乘客姓名、身份證號(hào)、航班號(hào)、座位號(hào)等。這些信息以哈希表和鏈表的組合形式存儲(chǔ)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）查詢某個(gè)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(jì)每個(gè)航班的訂票人數(shù)。分析算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。4、（本題5分）一家電商平臺(tái)的物流跟蹤系統(tǒng)需要記錄包裹的運(yùn)輸軌跡，包括包裹單號(hào)、運(yùn)輸節(jié)點(diǎn)、到達(dá)時(shí)間、運(yùn)輸狀態(tài)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)運(yùn)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(jì)到達(dá)時(shí)間，并統(tǒng)計(jì)不同運(yùn)輸節(jié)點(diǎn)的處理效率。5、（本題5分）一個(gè)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(shí)間、應(yīng)還時(shí)間。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來管理借閱數(shù)據(jù)，實(shí)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(jì)逾期未還的圖書。三、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）詳細(xì)說明在字符串操作中，如何實(shí)現(xiàn)字符串的加密和解密。2、（本題5分）詳細(xì)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(chǎng)景。3、（本題5分）解釋如何使用遞歸算法實(shí)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(diǎn)。4、（本題5分）闡述并查集中如何