四川幼儿师范高等专科学校《数据科学导论》2023-2024学年第一学期期末试卷

学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题…………第1页，共3页四川幼儿师范高等专科学校

《数据科学导论》2023-2024学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分一、单选题（本大题共25个小题，每小题1分，共25分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）1、利用电力电子技术设计一个充电桩控制系统，实现对电动汽车的充电管理和保护功能。2、设计一个基于数字温度传感器和无线模块的室内温度监测系统，实现多点温度采集和远程监控。3、设计一个基于单片机的水质监测系统，能够实时监测水中的溶解氧、pH值、电导率等参数，并通过GPRS模块将数据上传到服务器。4、设计一个数字电压表，能够测量直流电压和交流电压，精度和量程满足一定要求，提供电路设计和误差分析。5、运用集成电路工艺，设计一款用于航空航天的抗辐射数字集成电路，确保在恶劣环境下正常工作。6、设计一个基于单片机的智能门禁系统，能够通过指纹识别、密码输入或刷卡方式进行身份验证，控制门的开关。7、假设正在设计一个公交换乘系统，需要存储各个公交站点之间的线路和换乘信息，并且能够快速规划出最优的换乘路线。以下哪种数据结构和算法可能是最有用的？（）A.图结构，结合迪杰斯特拉算法求解最短路径B.树结构，通过深度优先搜索规划路线C.链表，顺序存储换乘信息D.哈希表，快速查找站点之间的连接8、设计一个无线通信中的智能天线系统，实现波束的自适应控制，分析系统性能提升效果。9、设计一个数字鉴相器，能够测量两个高频信号的相位差，精度达到0.1度，给出电路结构和工作原理。10、设计一个基于LoRa技术的远距离无线传输系统，传输距离不小于5公里，数据传输速率不低于1kbps，说明系统架构和网络配置。11、设计一个基于霍尔传感器的电机转速测量系统，能够实时测量电机的转速并将数据显示出来。12、设计一个通信系统功率控制模块，能够根据信道条件动态调整发射功率，分析功率控制的精度和响应速度。13、设计一个基于数字图像处理的运动目标检测与跟踪系统，能够在复杂背景下准确检测和跟踪运动目标。14、设计一个数字电路中计数器的级联扩展和同步控制方案，分析计数范围和同步性能。15、设计一个正弦波信号发生器，频率范围为10Hz至1MHz，输出幅度可调，失真度小于1%，说明电路原理和调试方法。16、在数据结构的研究中，算法分析是重要的环节。以下关于算法分析方法的描述，错误的是：（）A.可以通过数学推导计算算法的时间复杂度和空间复杂度B.可以通过实验测试来评估算法在不同规模输入下的性能C.算法分析只需要关注平均情况，不需要考虑最坏情况D.可以通过对比不同算法的性能来选择最优算法17、在数据结构中，排序算法用于将元素按照特定的顺序排列。以下关于排序算法的描述，不正确的是：（）A.冒泡排序通过不断比较相邻元素并交换位置，将最大的元素逐步“冒泡”到末尾B.插入排序将待排序元素插入到已排序部分的适当位置，适用于小规模数据C.快速排序通过选择一个基准元素，将数据分为两部分，然后对两部分分别递归排序D.所有排序算法的时间复杂度在最好、平均和最坏情况下都是相同的，不受数据分布的影响18、利用射频电路设计一个无线射频识别（RFID）读写器，实现对标签的读取和写入操作。19、设计一个基于运算放大器的微分器电路，能够对输入信号进行微分运算，输入信号频率范围为0-100Hz。20、设计一个简单的数字电压表，能够测量0-50V的直流电压，精度达到0.1V，并用液晶显示屏显示测量结果。21、设计一个基于555定时器的方波发生器，输出频率在100Hz至1kHz连续可调，说明电路原理和元件选择。22、链表是一种常见的链式存储结构。对于单链表，以下关于其特点的描述，错误的是（）A.插入和删除操作不需要移动大量元素，只需修改指针B.可以方便地实现随机访问，时间复杂度为O(1)C.存储空间不必连续，便于动态分配D.查找某一特定位置的元素，需要从头开始遍历，时间复杂度为O(n)23、设一棵完全二叉树共有700个节点，则在该二叉树中有多少个叶子节点？（）A.350B.349C.351D.无法确定24、使用运算放大器设计一个音频放大器电路，能够将输入的微弱音频信号进行放大，同时具有一定的带宽和低失真度，给出详细的电路设计和参数计算。25、根据电子电路原理，设计一个用于太阳能发电系统的最大功率点跟踪（MPPT）控制器，提高太阳能的利用效率。二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）对于一个具有n个顶点的有向图，如何使用拓扑排序算法解决课程安排问题？2、（本题5分）解释图的连通性问题的高级算法，如Tarjan算法、Kosaraju算法等的原理及应用场景。3、（本题5分）在数据结构中，阐述如何使用块状链表进行高效的插入和删除操作，给出算法步骤和实现代码，并分析其性能优势。4、（本题5分）论述在AVL树中，插入操作导致失衡后，如何进行单旋转和双旋转调整。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个回溯程序，解决0-1背包问题的精确解，输出最优解和价值。2、（本题5分）设计一个程序，利用伸展树和哈希表的结合，实现对在线交易记录的高效管理和查询。3、（本题5分）设计一个程序，使用循环队列存储航班信息，实现航班的登机和下机管理。4、（本题5分）设计一个程序，使用数据结构来存储一个图书馆的读者信息（读者编号、姓名、借阅记录等），并实现读者的注册、借阅权限管理和借阅历史查询功能。5、（本题5分）设计一个算法，对一个二叉排序树进行中序遍历的非递归实现。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）某电商平台的推荐系统需要根据用户的购买历史、浏览记录和收藏夹等信息为用户推荐商品。设计一种数据结构来存储用户行为信息，实现商品的推荐算法，并能够实时更新推荐结果以适应用户兴趣的变化。2、（本题10分）某物流企业的货物跟踪系统需要记录货物的发货地、收货地、运输路径、当前位置、预计到达时间等信息。设计数据结构来实时更新货物运输状态，支持按发货地、收货地