長春汽車工業(yè)高等?？茖W?！稊?shù)據(jù)可視化設計》2023-2024學年第一學期期末試卷

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2023-2024學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個小題，每小題1分，共20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、以下哪種數(shù)據(jù)結構適合用于實現(xiàn)LRU（最近最少使用）頁面置換算法？（）A.隊列B.棧C.哈希表D.雙向鏈表2、設計一個用于工業(yè)機器人的運動控制系統(tǒng)，能夠實現(xiàn)點位控制、軌跡規(guī)劃和速度控制，說明控制算法和驅動器選型。3、設計一個鋰電池充電管理電路，能夠實現(xiàn)恒流恒壓充電，具有過溫、過流保護功能，描述電路原理和芯片選型。4、設計一個±5V轉±15V的DC-DC電源變換電路，輸出電流不小于0.2A，給出原理圖和PCB布局。5、設計一個數(shù)字頻率計，采用計數(shù)法和測周期法相結合，測量范圍為1Hz至100MHz，給出系統(tǒng)方案和誤差分析。6、設計一個基于FPGA的高速并行數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，能夠快速處理大量的數(shù)據(jù)，闡述硬件架構和并行處理算法。7、使用數(shù)字信號處理技術設計一個音頻濾波器，能夠對輸入的音頻信號進行特定頻率范圍的濾波，如低通、高通或帶通濾波。8、插入排序是一種簡單直觀的排序算法。關于插入排序的工作方式，以下描述哪一項是不正確的？（）A.插入排序將待排序的元素逐個插入到已排序的部分中，從而逐步完成排序B.插入排序在最壞情況下的時間復雜度為O(n^2)，在最好情況下的時間復雜度為O(n)C.插入排序是一種穩(wěn)定的排序算法，相同元素的相對順序在排序前后不會改變D.插入排序的空間復雜度較高，通常需要額外的O(n)空間來完成排序9、在一個人工智能的模型訓練過程中，需要存儲和處理大量的訓練數(shù)據(jù)和參數(shù)，并能夠快速地進行迭代和優(yōu)化。為了支持高效的模型訓練，以下哪種數(shù)據(jù)結構和技術可能是最常用的？（）A.張量和并行計算B.鏈表和串行計算C.棧和遞歸計算D.隊列和分布式計算10、設計一個基于光電傳感器的自動門控制系統(tǒng)，當有人靠近時自動開門，一段時間后自動關門。11、設計一個基于無線射頻識別（RFID）的倉庫管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對貨物的自動識別、入庫、出庫和庫存管理。12、設計一個基于物聯(lián)網(wǎng)技術的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，能夠實時監(jiān)測溫度、濕度、空氣質量等參數(shù)，并將數(shù)據(jù)上傳至云平臺。13、設計一個基于模擬濾波器和放大器的音頻前置放大與濾波系統(tǒng)，提升音頻輸入質量。14、在數(shù)據(jù)結構中，哈希表是一種用于快速查找的數(shù)據(jù)結構。以下關于哈希表的描述，不準確的是：（）A.哈希表通過哈希函數(shù)將關鍵字映射到表中的特定位置，實現(xiàn)快速查找B.哈希表的查找、插入和刪除操作的平均時間復雜度都接近O(1)C.哈希沖突是指不同的關鍵字通過哈希函數(shù)映射到了相同的位置，解決哈希沖突的方法有開放地址法和鏈地址法等D.哈希表的性能不受哈希函數(shù)的選擇和表的裝填因子的影響15、設計一個射頻電路中的微帶線和帶狀線阻抗匹配網(wǎng)絡，分析匹配效果和帶寬。16、設計一個電子秤數(shù)據(jù)存儲電路，能夠將電子秤的測量數(shù)據(jù)存儲在本地或云端，方便查詢和分析。17、設計一個數(shù)字電路中的計數(shù)器擴展方案，實現(xiàn)更高進制的計數(shù)功能，進行功能驗證和性能測試。18、設計一個音頻混音器，能夠處理8路音頻輸入，實現(xiàn)音量、平衡和效果調節(jié)，給出系統(tǒng)方案和電路實現(xiàn)。19、設計一個溫度傳感器網(wǎng)絡數(shù)據(jù)分析電路，能夠對溫度傳感器網(wǎng)絡采集的數(shù)據(jù)進行分析和處理，并且具有預警功能。20、使用單片機設計一個智能煙霧報警器，能夠靈敏檢測煙霧并及時發(fā)出警報。二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）詳細闡述在一個具有n個元素的堆中，如何利用堆進行中位數(shù)的查找。2、（本題5分）論述在歸并排序中，如何合并兩個已排序的子序列，給出具體的實現(xiàn)代碼。3、（本題5分）詳細說明在排序算法的比較中，如何從時間復雜度、空間復雜度和穩(wěn)定性等方面進行綜合評估。4、（本題5分）詳細說明如何在一個具有n個元素的鏈表中，使用插入排序算法進行排序，并分析其時間復雜度和空間復雜度。5、（本題5分）論述如何檢測圖是否為二部圖，并說明其在實際問題中的應用。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設計一個程序，利用樹狀數(shù)組和深度優(yōu)先搜索算法的結合，找出一個圖中所有節(jié)點的最大度。2、（本題5分）設計一個算法，在一個無向圖中找出所有長度小于k的路徑。3、（本題5分）設計一個算法，判斷二叉樹是否為滿二叉樹，輸出判斷結果。4、（本題5分）利用圖數(shù)據(jù)結構設計一個城市公共交通換乘系統(tǒng)，提供最優(yōu)的換乘方案。5、（本題5分）設計一個程序，以鏈表形式存儲多項式，實現(xiàn)兩個多項式的相加、相減和相乘運算。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）某城市的公共交通卡管理系統(tǒng)需要記錄用戶的卡信息和消費記錄，卡信息包括卡號、用戶姓名、余額等，消費記錄包括卡號、消費時間、消費金額、消費地點。請設計數(shù)據(jù)結構來存儲這些數(shù)據(jù)，實現(xiàn)卡的充值、消費查詢、余額提醒，并統(tǒng)計不同地點的消費情況。2、（本題10分）一個快遞物流跟蹤系統(tǒng)需要存儲快遞單號、發(fā)件人、收件人、收件地址、當前位置、預計到達時間等信息。系統(tǒng)要實現(xiàn)快速查找特定快遞單號的信息、按照預計到達時間對快