北京外國語大學(xué)《數(shù)據(jù)模型與決策》2023-2024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2頁，共2頁北京外國語大學(xué)

《數(shù)據(jù)模型與決策》2023-2024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中，只有一項是符合題目要求的．）1、設(shè)計一個基于LoRaWAN的物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備，實現(xiàn)低功耗遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸，給出硬件架構(gòu)和軟件流程。2、設(shè)計一個數(shù)字電路中的可編程邏輯陣列（PLA）實現(xiàn)邏輯函數(shù)的方案，分析資源利用率。3、設(shè)計一個基于ARM的車載信息娛樂系統(tǒng)，具備導(dǎo)航、多媒體播放和藍(lán)牙通信功能，描述系統(tǒng)架構(gòu)和軟件模塊。4、設(shè)計一個基于運算放大器的差分放大器電路，具有高共模抑制比和良好的線性度。5、想象一個需要存儲大量學(xué)生成績數(shù)據(jù)，并能夠快速找出最高成績和最低成績的應(yīng)用場景。同時，還需要支持成績的插入和更新操作。在這種情況下，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能最為合適？（）A.二叉搜索樹，能快速查找、插入和刪除元素，但平衡情況影響性能B.堆，特別是最大堆和最小堆，能快速獲取最大或最小元素，插入和更新操作相對復(fù)雜C.哈希表，查找特定成績效率高，但不便于直接找出最大和最小成績D.紅黑樹，自平衡的二叉搜索樹，保證了較高的查找和插入效率6、設(shè)計一個基于PLC的自動化灌溉系統(tǒng)，能夠根據(jù)土壤濕度自動控制灌溉設(shè)備的啟停。7、基于通信中的信道編碼和譯碼技術(shù)設(shè)計一個可靠的通信系統(tǒng)，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)募m錯能力。8、設(shè)計一個基于單片機的智能車庫門控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)車庫門的自動開關(guān)、遠(yuǎn)程控制和防夾保護功能。9、隊列可以用于實現(xiàn)廣度優(yōu)先搜索算法。對于隊列在廣度優(yōu)先搜索中的應(yīng)用，以下描述哪一項是不正確的？（）A.從起始節(jié)點開始，將其加入隊列，然后依次處理隊列中的節(jié)點B.對于每個節(jié)點，將其未訪問過的鄰接節(jié)點加入隊列C.隊列中的節(jié)點按照加入的先后順序進行處理，保證了廣度優(yōu)先的搜索順序D.在搜索過程中，不需要標(biāo)記已訪問的節(jié)點，因為隊列可以自動避免重復(fù)訪問10、設(shè)計一個基于陀螺儀和加速度計的姿態(tài)測量系統(tǒng)，能夠?qū)崟r獲取物體的姿態(tài)信息。11、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，鏈表是一種常見的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。以下關(guān)于鏈表的描述，哪一項是不準(zhǔn)確的？（）A.鏈表由一系列節(jié)點組成，每個節(jié)點包含數(shù)據(jù)和指向下一個節(jié)點的指針B.鏈表的插入和刪除操作在特定位置時，時間復(fù)雜度為O(1)C.鏈表可以方便地進行動態(tài)內(nèi)存分配，無需事先確定存儲空間大小D.鏈表在查找特定元素時，時間復(fù)雜度總是優(yōu)于順序表12、設(shè)計一個用于雷達(dá)系統(tǒng)的中頻放大器，帶寬為10MHz，增益為50dB，噪聲系數(shù)小于5dB，闡述電路結(jié)構(gòu)和器件選擇。13、設(shè)計一個基于555定時器的方波發(fā)生器，輸出頻率在100Hz至1kHz連續(xù)可調(diào)，說明電路原理和元件選擇。14、設(shè)計一個高頻射頻收發(fā)器電路，工作頻率在2.4GHz，支持藍(lán)牙和ZigBee通信，給出電路結(jié)構(gòu)和性能指標(biāo)。15、運用集成電路工藝，設(shè)計一款用于手機的電源管理芯片，具備充電管理、電量監(jiān)測和過壓保護等功能。二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）解釋什么是線段樹數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，說明其應(yīng)用場景和構(gòu)建過程，并闡述如何進行區(qū)間查詢和更新操作。2、（本題5分）詳細(xì)說明如何在一個圖中進行廣度優(yōu)先搜索的并行實現(xiàn)，給出算法步驟和實現(xiàn)代碼，并分析其性能優(yōu)勢。3、（本題5分）描述二叉樹的遍歷算法在二叉樹的染色問題、樹的轉(zhuǎn)換問題中的應(yīng)用。4、（本題5分）簡述哈希表的哈希沖突是如何產(chǎn)生的，以及如何減少哈希沖突的發(fā)生。三、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某公司的庫存管理系統(tǒng)需要記錄原材料、半成品和成品的庫存數(shù)量、成本和存放位置等信息。設(shè)計一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲這些信息，實現(xiàn)庫存的入庫、出庫、盤點和成本核算操作，并能夠根據(jù)銷售預(yù)測和生產(chǎn)計劃進行庫存預(yù)警和補貨建議。2、（本題5分）某電商平臺需要對用戶的購買記錄進行分析，以了解用戶的消費習(xí)慣。購買記錄以鏈表形式存儲，每個節(jié)點包含用戶ID、商品ID、購買時間和購買金額等信息。請設(shè)計算法實現(xiàn)以下功能：（1）統(tǒng)計每個用戶的總消費金額；（2）找出消費金額最高的前10個用戶；（3）按照購買時間對購買記錄進行排序。分析算法的時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。3、（本題5分）一個快遞公司的包裹跟蹤系統(tǒng)需要記錄包裹的單號、運輸路徑、當(dāng)前位置和預(yù)計送達(dá)時間。設(shè)計合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)包裹狀態(tài)的實時查詢和跟蹤。4、（本題5分）某城市的垃圾分類管理系統(tǒng)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(shè)計一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲這些信息，實現(xiàn)垃圾投放點的管理，垃圾類型的分類和統(tǒng)計，分類情況的監(jiān)督和回收記錄的查詢，并能夠提高垃圾分類的效率和準(zhǔn)確性。5、（本題5分）某公司的員工信息（包括員工編號、姓名、年齡、部門、工資等）以哈希表的形式存儲。由于公司規(guī)模擴大，員工數(shù)量急劇增加，導(dǎo)致哈希沖突頻繁。請?zhí)岢龈倪M方案，重新設(shè)計哈希函數(shù)和解決沖突的方法，并分析改進后的時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。同時，實現(xiàn)以下功能：（1）查找特定員工的信息；（2）統(tǒng)計每個部門的員工人數(shù)。四、設(shè)計題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）研究伸展樹在處理海量數(shù)據(jù)時的局限性，提出改進方向和設(shè)計方案。2、（本題10分）基于AVL樹和廣度