江西師范高等?？茖W(xué)校《數(shù)據(jù)模型與決策》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

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《數(shù)據(jù)模型與決策》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題1分，共15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、利用鎖相環(huán)技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)頻率合成器，能夠輸出穩(wěn)定的、可調(diào)節(jié)的頻率信號(hào)，給出頻率合成器的整體架構(gòu)和各部分的詳細(xì)設(shè)計(jì)。2、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字音頻處理系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)音頻的采集、編碼、存儲(chǔ)和播放，具備一定的音頻特效處理功能。3、設(shè)計(jì)一個(gè)無(wú)線通信中的毫米波通信系統(tǒng)，考慮波束成形和信道估計(jì)等關(guān)鍵技術(shù)。4、在排序算法中，冒泡排序是一種簡(jiǎn)單的排序方法。以下關(guān)于冒泡排序的敘述中，不正確的是（）A.冒泡排序通過(guò)不斷比較相鄰元素并交換位置來(lái)排序B.冒泡排序在最好情況下的時(shí)間復(fù)雜度為O(n)C.冒泡排序在最壞情況下的時(shí)間復(fù)雜度為O(n^2)D.冒泡排序是一種穩(wěn)定的排序算法5、根據(jù)數(shù)字信號(hào)處理理論，設(shè)計(jì)一個(gè)視頻壓縮編碼的硬件加速模塊，提高視頻處理速度。6、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字音頻處理中的音頻特效生成和控制模塊，分析特效的多樣性和可控性。7、基于通信編碼技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)糾錯(cuò)編碼系統(tǒng)，能夠?qū)鬏數(shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行編碼和糾錯(cuò)，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?、堆是一種特殊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，常用于實(shí)現(xiàn)優(yōu)先隊(duì)列。關(guān)于堆的性質(zhì)和操作，以下描述哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.堆分為最大堆和最小堆，最大堆中父節(jié)點(diǎn)的值大于子節(jié)點(diǎn)的值，最小堆中父節(jié)點(diǎn)的值小于子節(jié)點(diǎn)的值B.可以使用數(shù)組來(lái)實(shí)現(xiàn)堆，通過(guò)特定的公式計(jì)算節(jié)點(diǎn)的位置C.向堆中插入一個(gè)元素和刪除堆頂元素的時(shí)間復(fù)雜度均為O(logn)，其中n是堆中元素的數(shù)量D.堆排序是基于堆的一種排序算法，其時(shí)間復(fù)雜度為O(n^2)9、設(shè)計(jì)一個(gè)基于555定時(shí)器的三角波發(fā)生器，輸出頻率在10Hz至100Hz連續(xù)可調(diào)，說(shuō)明電路原理和元件選擇。10、歸并排序是一種基于分治思想的排序算法。以下關(guān)于歸并排序的敘述，錯(cuò)誤的是：（）A.歸并排序?qū)⒋判蛐蛄蟹殖扇舾蓚€(gè)子序列，然后將子序列合并成有序序列B.歸并排序在最壞、平均和最好情況下的時(shí)間復(fù)雜度均為O(nlogn)C.歸并排序是一種穩(wěn)定的排序算法D.歸并排序的空間復(fù)雜度較高11、設(shè)計(jì)一個(gè)具有溫度補(bǔ)償功能的壓力傳感器測(cè)量電路，提高測(cè)量精度，給出電路設(shè)計(jì)和溫度補(bǔ)償算法。12、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ZigBee技術(shù)的智能溫室控制系統(tǒng)，能夠調(diào)節(jié)溫室內(nèi)的溫度、濕度、光照和二氧化碳濃度。13、設(shè)計(jì)一個(gè)高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，采樣率達(dá)到50MSa/s，分辨率為12位，存儲(chǔ)深度為1MB，說(shuō)明硬件選型和軟件驅(qū)動(dòng)編寫(xiě)。14、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15、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠監(jiān)測(cè)水的溫度、酸堿度、溶解氧等參數(shù)。二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）闡述隊(duì)列在數(shù)據(jù)緩存中的應(yīng)用，如文件讀取、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)接收等，并解釋其作用。2、（本題5分）深入探討在一個(gè)具有n個(gè)元素的二叉搜索樹(shù)中，如何刪除一個(gè)值為x且有兩個(gè)子節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)。3、（本題5分）論述如何利用深度優(yōu)先搜索算法檢測(cè)圖中是否存在環(huán)。4、（本題5分）詳細(xì)闡述在一個(gè)具有n個(gè)頂點(diǎn)和e條邊的帶權(quán)有向圖中，如何使用迪杰斯特拉算法求解單源最短路徑問(wèn)題。三、綜合題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一個(gè)大型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行快速檢索和排序。數(shù)據(jù)以紅黑樹(shù)的形式存儲(chǔ)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）插入一條新的數(shù)據(jù)記錄；（2）刪除一條指定的數(shù)據(jù)記錄；（3）按照某個(gè)字段對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行排序并輸出；（4）查找某個(gè)范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)記錄。分析算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。2、（本題5分）一個(gè)學(xué)校的考場(chǎng)安排管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)考場(chǎng)的信息，如考場(chǎng)編號(hào)、考場(chǎng)位置、容納人數(shù)、考試科目、考試時(shí)間等。系統(tǒng)要支持快速查找特定考場(chǎng)、按照容納人數(shù)對(duì)考場(chǎng)進(jìn)行排序、新增考場(chǎng)安排、修改考試時(shí)間、刪除不再使用的考場(chǎng)。請(qǐng)選擇恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)說(shuō)明算法和代碼實(shí)現(xiàn)，以及性能評(píng)估。3、（本題5分）某社交網(wǎng)絡(luò)的消息推送系統(tǒng)需要對(duì)用戶的消息進(jìn)行管理。消息包括發(fā)送者ID、接收者ID、消息內(nèi)容、發(fā)送時(shí)間等。這些消息以環(huán)形隊(duì)列的形式存儲(chǔ)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）按照發(fā)送時(shí)間順序推送消息給接收者；（2）用戶讀取消息后刪除已讀消息；（3）查詢某個(gè)用戶未讀消息的數(shù)量；（4）當(dāng)隊(duì)列滿時(shí)，如何處理新的消息。分析算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。4、（本題5分）在一個(gè)在線旅游攻略分享平臺(tái)中，需要管理目的地信息、用戶攻略、景點(diǎn)評(píng)價(jià)和熱門(mén)路線等。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)這些信息，支持目的地和景點(diǎn)的添加、刪除和修改，用戶攻略的發(fā)布和分享，景點(diǎn)評(píng)價(jià)的管理，以及熱門(mén)路線的推薦，并能夠根據(jù)用戶興趣和行為進(jìn)行個(gè)性化的攻略推送。5、（本題5分）一個(gè)在線租房平臺(tái)需要管理房源信息、租客信息、租賃合同和租金支付等。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)這些信息，支持房源的發(fā)布、查找和修改，租客的注冊(cè)和信息管理，租賃合同的簽訂和租金支付記錄，并能夠保障交易的安全和糾紛處理。四、設(shè)計(jì)題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題10分）設(shè)計(jì)一個(gè)算法，判斷給定的二叉樹(shù)是否為完全二叉樹(shù)，并給出時(shí)間復(fù)雜