廣東工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法（C描述）》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題2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)無線局域網(wǎng)（WLAN）的接入點(diǎn)（AP），實(shí)現(xiàn)多個(gè)用戶的高速無線接入，配置安全機(jī)制。2、設(shè)計(jì)一個(gè)電子血壓計(jì)電路，能夠測量人體血壓，測量精度為±3mmHg，并且具有顯示和存儲(chǔ)功能。3、利用射頻電路設(shè)計(jì)一個(gè)無線射頻識別（RFID）讀寫器，實(shí)現(xiàn)對標(biāo)簽的讀取和寫入操作。4、設(shè)計(jì)一個(gè)高速數(shù)據(jù)采集卡，采樣率達(dá)到200MSa/s，分辨率為14位，輸入范圍為±10V，說明硬件選型和驅(qū)動(dòng)開發(fā)。5、設(shè)計(jì)一個(gè)圖像處理中的圖像壓縮率失真優(yōu)化方案，分析壓縮效率和圖像質(zhì)量的平衡。6、在一個(gè)圖像處理軟件中，需要對圖像的像素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行操作，如快速找到相鄰像素的最大值、最小值等，并能夠高效地進(jìn)行區(qū)域填充。對于這樣的圖像數(shù)據(jù)處理需求，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最有用的？（）A.二維數(shù)組，直接對應(yīng)圖像的像素矩陣B.二叉樹，對像素值進(jìn)行排序和查找C.圖，表示像素之間的關(guān)系D.哈希表，快速定位特定像素的信息7、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字圖像處理系統(tǒng)，能夠?qū)斎雸D像進(jìn)行灰度化、濾波、邊緣檢測等基本操作，顯示處理結(jié)果。8、鏈表是一種常見的鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)。對于單鏈表，以下關(guān)于其特點(diǎn)的描述，錯(cuò)誤的是（）A.插入和刪除操作不需要移動(dòng)大量元素，只需修改指針B.可以方便地實(shí)現(xiàn)隨機(jī)訪問，時(shí)間復(fù)雜度為O(1)C.存儲(chǔ)空間不必連續(xù)，便于動(dòng)態(tài)分配D.查找某一特定位置的元素，需要從頭開始遍歷，時(shí)間復(fù)雜度為O(n)9、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的數(shù)字信號編碼系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)曼徹斯特編碼、NRZ編碼等常見編碼方式。10、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻混音器電路，能夠?qū)⒍嗦芬纛l信號混合輸出，給出電路結(jié)構(gòu)和參數(shù)調(diào)整方法。11、考慮一個(gè)任務(wù)調(diào)度系統(tǒng)，有多個(gè)任務(wù)按照優(yōu)先級和提交時(shí)間進(jìn)行調(diào)度執(zhí)行。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以有效地管理這些任務(wù)，并保證高優(yōu)先級或早提交的任務(wù)先執(zhí)行？（）A.優(yōu)先隊(duì)列，根據(jù)優(yōu)先級和時(shí)間排序B.數(shù)組，通過索引訪問任務(wù)C.鏈表，按照提交順序存儲(chǔ)任務(wù)D.棧，先進(jìn)后出執(zhí)行任務(wù)12、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字通信系統(tǒng)差錯(cuò)控制編碼的仿真模型，分析不同編碼方式在不同信道條件下的性能。13、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字信號處理的音頻濾波器，實(shí)現(xiàn)對特定頻率范圍的音頻信號進(jìn)行濾波，分析濾波效果。14、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字頻率計(jì)多功能顯示電路，能夠同時(shí)顯示頻率、周期、占空比等參數(shù)，并且具有圖形顯示功能。15、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字溫度計(jì)液位計(jì)智能監(jiān)測電路，能夠自動(dòng)監(jiān)測溫度和液位的變化，并給出預(yù)警提示。二、簡答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）對于一個(gè)用鏈表實(shí)現(xiàn)的有序表，解釋如何合并兩個(gè)有序鏈表為一個(gè)新的有序鏈表，給出算法步驟和時(shí)間復(fù)雜度分析。2、（本題5分）闡述如何使用雙向鏈表實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的插入、刪除和遍歷操作，分析雙向鏈表與單向鏈表在操作上的差異和優(yōu)勢。3、（本題5分）闡述隊(duì)列在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的應(yīng)用，如事務(wù)隊(duì)列、查詢結(jié)果緩存等，并解釋其作用。三、綜合題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一個(gè)視頻網(wǎng)站需要對用戶的觀看歷史和偏好進(jìn)行分析，以提供個(gè)性化的推薦。用戶的觀看歷史以字典樹的形式存儲(chǔ)。請?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）根據(jù)用戶的觀看歷史推薦相關(guān)視頻；（2）統(tǒng)計(jì)用戶觀看某類視頻的次數(shù)；（3）更新用戶的觀看歷史；（4）處理大量用戶數(shù)據(jù)時(shí)，如何優(yōu)化字典樹的存儲(chǔ)和查詢效率。分析算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。2、（本題5分）在一個(gè)在線游戲中，玩家的角色信息需要被實(shí)時(shí)更新和存儲(chǔ)。角色信息包括角色I(xiàn)D、角色名、等級、經(jīng)驗(yàn)值、裝備列表、技能列表等。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)這些角色數(shù)據(jù)，以便能夠快速查詢角色的詳細(xì)信息、按照等級進(jìn)行排序、更新角色的經(jīng)驗(yàn)值和裝備，并處理多個(gè)玩家同時(shí)進(jìn)行的操作。3、（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。4、（本題5分）某在線考試系統(tǒng)的自動(dòng)判卷功能需要記錄題目信息、考生答案和標(biāo)準(zhǔn)答案。題目信息包括題目ID、題目內(nèi)容、分值，考生答案包括考生ID、題目ID、答案內(nèi)容，標(biāo)準(zhǔn)答案包括題目ID、標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)判卷，能夠快速對比考生答案和標(biāo)準(zhǔn)答案、計(jì)算考生得分，并統(tǒng)計(jì)題目得分率。5、（本題5分）某餐廳的菜單管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)菜品信息，如菜品編號、菜品名稱、菜品價(jià)格、菜品分類、銷量等。系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)快速查找特定菜品、按照銷量對菜品進(jìn)行排序、新增菜品、修改菜品信息以及刪除菜品。請確定合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)闡述算法和代碼實(shí)現(xiàn)，同時(shí)討論性能優(yōu)化方法。四、設(shè)計(jì)題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）設(shè)計(jì)一個(gè)