揚州市職業(yè)大學《數(shù)據(jù)科學算法》2023-2024學年第一學期期末試卷

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(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁揚州市職業(yè)大學

《數(shù)據(jù)科學算法》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25個小題，每小題1分，共25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)計一個數(shù)字時鐘收音機電路，能夠顯示時間、接收廣播信號并播放音頻，具有鬧鐘和定時關(guān)機功能。2、設(shè)計一個基于鎖相環(huán)的頻率合成器系統(tǒng)，能夠輸出頻率范圍為10MHz-1GHz，頻率分辨率為1Hz，相位噪聲小于-120dBc/Hz@1kHz偏移。3、設(shè)計一個數(shù)字信號處理器（DSP）音頻與視頻處理電路，能夠同時實現(xiàn)音頻和視頻的處理功能，如音頻混音和視頻壓縮等。4、設(shè)計一個基于數(shù)字溫度傳感器和無線傳輸模塊的冷鏈物流溫度監(jiān)控系統(tǒng)，實時監(jiān)測貨物運輸過程中的溫度變化。5、設(shè)計一個數(shù)字存儲示波器高速采樣與觸發(fā)優(yōu)化電路，能夠?qū)崿F(xiàn)更高的采樣率和更準確的觸發(fā)，提高測量精度。6、設(shè)計一個基于藍牙低能耗（BLE）技術(shù)的智能手環(huán)通信系統(tǒng)，實現(xiàn)與手機的數(shù)據(jù)交互和健康監(jiān)測功能。7、根據(jù)數(shù)字信號處理理論，設(shè)計一個數(shù)字濾波器，用于去除音頻信號中的噪聲，要求濾波器具有陡峭的截止頻率和較小的通帶波紋。8、設(shè)計一個簡單的數(shù)字信號調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)ASK、FSK、PSK等調(diào)制方式，給出系統(tǒng)的硬件電路和軟件實現(xiàn)。9、設(shè)計一個4G通信模塊的接口電路，能夠?qū)崿F(xiàn)與微處理器的通信，詳細說明硬件連接和通信協(xié)議。10、設(shè)計一個基于單片機的水質(zhì)凈化設(shè)備控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)水質(zhì)參數(shù)自動控制凈化過程。11、設(shè)計一個數(shù)字通信系統(tǒng)中前向糾錯編碼（FEC）的性能評估和優(yōu)化方案，分析編碼增益和復雜度。12、運用通信網(wǎng)絡(luò)原理，設(shè)計一個智慧農(nóng)業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)方案，實現(xiàn)農(nóng)田環(huán)境數(shù)據(jù)的采集和遠程控制。13、哈希表在解決沖突時有多種方法。關(guān)于解決哈希沖突的方法，以下描述哪一項是不正確的？（）A.開放尋址法通過在哈希表中尋找空閑位置來解決沖突B.鏈地址法將沖突的元素存儲在鏈表中C.再哈希法通過更換哈希函數(shù)來減少沖突D.無論采用哪種解決沖突的方法，哈希表的查找效率都不會受到影響14、設(shè)計一個基于Wi-Fi的智能家居網(wǎng)關(guān)，能夠?qū)崿F(xiàn)不同智能家居設(shè)備之間的互聯(lián)互通和集中控制。15、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)。16、字符串在計算機程序中經(jīng)常被處理，也有相應的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和操作。以下關(guān)于字符串的描述，錯誤的是：（）A.字符串可以用字符數(shù)組或指針來表示，常見的操作包括字符串的連接、比較、查找等B.樸素的字符串匹配算法時間復雜度較高，KMP算法通過利用已匹配的部分信息提高了匹配效率C.字符串的存儲方式會影響其操作的效率，例如使用動態(tài)分配內(nèi)存的方式可以更靈活地處理長度變化的字符串D.字符串的操作都是簡單的基本運算，其時間復雜度都為O(1)，與字符串的長度無關(guān)17、考慮一個圖書館管理系統(tǒng)，需要存儲圖書的信息，包括書名、作者、ISBN號、借閱狀態(tài)等，并能夠根據(jù)不同的條件進行快速查詢和排序，如按照借閱次數(shù)、出版年份等。為了實現(xiàn)這些功能，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最有效的？（）A.冒泡排序算法結(jié)合數(shù)組B.快速排序算法結(jié)合鏈表C.歸并排序算法結(jié)合二叉樹D.插入排序算法結(jié)合棧18、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，滿足特定的傳輸標準和質(zhì)量要求。19、設(shè)計一個基于藍牙5.2的無線耳機，能夠?qū)崿F(xiàn)高品質(zhì)音頻播放和降噪功能，續(xù)航時間不小于20小時。20、設(shè)計一個溫度傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分析電路，能夠?qū)囟葌鞲衅骶W(wǎng)絡(luò)采集的數(shù)據(jù)進行分析和處理，并且具有預警功能。21、設(shè)計一個基于FPGA的數(shù)字濾波器，實現(xiàn)對輸入信號的低通濾波，截止頻率為2kHz，采樣頻率為10kHz。22、運用通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，設(shè)計一個智能工廠的5G專網(wǎng)方案，滿足工業(yè)生產(chǎn)中對低延遲、高可靠通信的需求。23、設(shè)計一個通信系統(tǒng)功率控制模塊，能夠根據(jù)信道條件動態(tài)調(diào)整發(fā)射功率，分析功率控制的精度和響應速度。24、設(shè)計一個無線通信收發(fā)系統(tǒng)，工作在特定頻段，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的可靠傳輸，考慮發(fā)射功率、接收靈敏度和抗干擾能力等因素。25、設(shè)計一個用于工業(yè)傳感器的信號調(diào)理電路，將傳感器輸出的小信號轉(zhuǎn)換為標準電壓或電流信號，給出電路設(shè)計和精度分析。二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）解釋如何將一個二叉樹轉(zhuǎn)換為雙向鏈表，給出算法步驟和實現(xiàn)代碼，并分析其時間復雜度。2、（本題5分）論述如何利用并查集解決島嶼數(shù)量問題，給出算法思路和代碼實現(xiàn)。3、（本題5分）論述在圖的存儲優(yōu)化中，如何使用鄰接表結(jié)合數(shù)組來節(jié)省存儲空間。4、（本題5分）解釋數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中棧的壓棧和彈棧操作的含義，并舉例說明其在實際中的應用。三、設(shè)計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計一個算法，在一個字符串中找出所有由相同字符組成的子串。2、（本題5分）設(shè)計一個算法，在一個二叉樹中找出所有節(jié)點值之和等于給定值的路徑。3、（本題5分）設(shè)計一個程序，使用二叉樹結(jié)構(gòu)存儲音樂專輯的名稱和發(fā)行年份，實現(xiàn)按照發(fā)行年份進行查找和排序。4、（本題5分）設(shè)計一個程序，在字符串中查找所有由相同字符組成的子串，輸出子串。5、（本題5分）設(shè)計一個程序，使用圖的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表示物流網(wǎng)絡(luò)中的多式聯(lián)運規(guī)劃，實現(xiàn)不同運輸方式的最優(yōu)組合和路徑規(guī)劃功能。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）某醫(yī)院的醫(yī)生排班管理系統(tǒng)需要存儲醫(yī)生的排班信息，如醫(yī)生編號、醫(yī)生姓名、科室、排班日期、上班時間、下班時間等。系統(tǒng)要支持快速查找特定醫(yī)生的排班、按照上班時間對排班進行排序、新增排班、修改排班以及刪除排班。請設(shè)計合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，并提供代碼實現(xiàn)和性能分析。2、（本題10分）某在線考試系統(tǒng)需要記錄考生的考試信息，包括考生ID、考試科目、考試時間、答題情況、成績等。請設(shè)計合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲這些考試數(shù)據(jù)，實現(xiàn)快速查詢考生成績、按科目