无锡城市职业技术学院《数据科学与智能技术概论》2023-2024学年第二学期期末试卷

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2023-2024学年第二学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______题号一二三四总分得分批阅人一、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、设计一个基于FPGA的视频图像处理系统，能够实现图像缩放、旋转、灰度化等基本操作。2、设计一个基于计数器的定时器系统，能够实现定时启动、停止和定时时间的设定功能。3、根据数字信号处理知识，设计一个语音降噪系统，能够有效去除环境噪声，提高语音清晰度。4、设计一个基于蓝牙5.0技术的无线耳机系统，具备稳定的音频传输、低延迟和长续航功能。5、设计一个数字电压表高精度测量电路，能够实现更高精度的直流电压测量，精度达到±0.01V。6、已知一个栈的进栈序列为1，2，3，4，5。则下列序列中，不可能是出栈序列的是：（）A.5，4，3，2，1B.4，5，3，2，1C.4，3，5，1，2D.1，2，3，4，57、二叉搜索树是一种特殊的二叉树，具有特定的性质和用途。以下关于二叉搜索树的描述，错误的是：（）A.左子树上所有节点的值均小于根节点的值，右子树上所有节点的值均大于根节点的值B.对二叉搜索树进行中序遍历，可以得到一个有序的序列C.二叉搜索树的查找、插入和删除操作的平均时间复杂度都是O(logn)D.二叉搜索树一定是平衡的，即左右子树的高度差不超过18、在数据结构的递归操作中，需要注意递归的终止条件和栈空间的使用。假设我们正在使用递归解决一个问题。以下关于递归的描述，哪一项是不准确的？（）A.递归函数必须有明确的终止条件，否则会导致无限递归B.递归调用会使用系统的栈空间来保存中间结果和返回地址C.对于一些问题，使用迭代实现比递归实现效率更高D.递归总是比迭代更容易理解和实现，应该优先使用递归9、设计一个基于无线射频识别（RFID）的仓库管理系统，实现对货物的自动识别、入库、出库和库存管理。10、设计一个基于A/D转换器的电压测量系统，能够高精度测量直流或交流电压，并进行数字显示。11、设计一个音频降噪电路，能够有效降低环境噪声对音频信号的影响，给出电路设计和降噪效果测试。12、插入排序也是一种基本的排序算法。对于插入排序的特点和性能，以下描述错误的是（）A.插入排序将待排序元素插入到已排序序列的合适位置B.插入排序在平均情况下的时间复杂度为O(n^2)C.插入排序在数据基本有序时性能较好D.插入排序是一种不稳定的排序算法13、设计一个基于STM8S的智能家电控制器，能够实现远程控制和智能场景切换，给出硬件电路和通信协议。14、哈希表是一种高效的数据结构。以下关于哈希表的描述，不正确的是：（）A.哈希表通过哈希函数将关键字映射到存储位置B.哈希表的查找、插入和删除操作的平均时间复杂度都接近O(1)C.哈希冲突是指不同的关键字映射到了相同的存储位置D.哈希表不需要处理哈希冲突15、设计一个基于STM32的智能手环，能够监测心率、血压、运动步数等健康数据，并通过蓝牙与手机进行数据同步。16、字典树（Trie树）常用于字符串的存储和查找。假设我们正在使用字典树处理字符串集合。以下关于字典树的描述，哪一项是不准确的？（）A.字典树利用字符串的公共前缀来节省存储空间和提高查找效率B.插入和查找操作在字典树中的时间复杂度与字符串的长度有关C.字典树可以方便地实现字符串的前缀匹配和搜索功能D.字典树适合存储大量短字符串，对于长字符串效果不佳17、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。18、设计一个基于Arduino的智能灌溉系统，能够根据土壤湿度自动控制灌溉设备的开启和关闭，实现精准灌溉。19、设计一个太阳能路灯控制器节能电路，能够根据环境光照强度和交通流量自动调节路灯的亮度，实现节能。20、栈是一种特殊的线性表，遵循特定的操作原则。以下关于栈的描述，不准确的是：（）A.栈的操作遵循后进先出（LIFO）原则，即最后入栈的元素最先出栈B.可以用数组或链表来实现栈，常见的操作有入栈、出栈和获取栈顶元素C.栈在函数调用、表达式求值、括号匹配等场景中有广泛应用D.栈的大小是无限的，可以随意入栈元素，不需要考虑栈满的情况21、运用通信网络原理，设计一个智慧农业的物联网网络方案，实现农田环境数据的采集和远程控制。22、设计一个音频放大器功率扩展电路，能够增加放大器的输出功率，满足更大功率的音频播放需求。23、设计一个±5V转±3.3V的DC-DC电源变换电路，输出电流不小于0.3A，给出原理图和PCB布局。24、哈希表是一种通过哈希函数将关键字映射到存储位置的数据结构。在处理哈希冲突时，常见的方法有开放地址法和链地址法。使用链地址法处理哈希冲突时，以下关于其特点的描述，正确的是：（）A.查找效率较低B.空间利用率低C.适用于哈希函数冲突较少的情况D.可以有效地处理大量的冲突25、设计一个通信系统中的多输入多输出（MIMO）传输方案，分析系统容量和误码率性能。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个元素的环形链表，如何判断链表中是否存在环？请给出具体的算法思路和代码示例。2、（本题5分）在图的存储中，如何表示有权图和无权图？各有哪些常见的算法应用？3、（本题5分）解释希尔排序算法的分组思想和插入过程，说明其与直接插入排序的关系以及时间复杂度。4、（本题5分）详细阐述图的拓扑排序的概念和应用场景，给出拓扑排序的算法步骤，并分析其时间复杂度。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个程序，利用后缀树和Prim算法的结合，为一个分布式文件系统中的数据节点建立高效的连接，提高文件访问速度。2、（本题5分）设计一个程序，判断给定图是否存在重边，输出判断结果。3、（本题5分）设计一个程序，从给定的双向链表中删除一个节点，输出删除后的链表。4、（本题5分）设计一个程序，利用线段树和克鲁斯卡尔算法的结合，为一个区域的电力网络规划线路，确保供电可靠性和成本优化。5、（本题5分）设计一个算法，用邻接矩阵表示一个无向图，计算图中任意两个顶点之间的最短路径长度。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）假设一个在线教育平台的问答系统需要记录问题信息、答案信息和用户互动情况。问题信息包括问题ID、问题标题、提问者ID、提问时间，答案信息包括答案ID、问题ID、回答者ID、回答内容、回答时间，用户互动情况包括互动ID、问题ID、用户ID、互动类型（点赞、评论等）。请设计数据结构来管理问答数据，实现问题的快速查找、答案的排序、用户互动的处理，并统计问题的热度和回答的质量。2、（本题10分）某股票交易系统需要实时