武汉工商学院《数据科学与实践》2023-2024学年第二学期期末试卷

自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密封线第1页，共3页武汉工商学院

《数据科学与实践》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一、单选题（本大题共20个小题，每小题2分，共40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、设计一个无线通信模块抗干扰与加密电路，能够提高无线通信的抗干扰能力，并对通信数据进行加密保护。2、设计一个电子血压计电路，能够测量人体血压，测量精度为±3mmHg，并且具有显示和存储功能。3、设计一个用于卫星通信的低噪声放大器（LNA），工作频率在Ku波段，噪声系数小于1dB，增益大于20dB，阐述电路设计和器件选型。4、设计一个数字存储示波器电路，能够测量输入信号的波形、频率、幅度等参数，并且具有存储和回放功能。5、在数据结构的动态调整中，如动态数组和动态链表，需要注意一些问题。以下关于动态调整的描述，错误的是：（）A.动态数组在需要扩展时，通常需要重新分配更大的连续内存空间，并将原数据复制过去B.动态链表在插入和删除节点时，只需要修改指针，不需要移动大量的数据，效率较高C.动态调整数据结构时，需要考虑内存分配和释放的开销，避免频繁的操作导致性能下降D.动态调整的数据结构在任何情况下都能自动适应数据的变化，不需要手动干预和优化6、设计一个简易的智能小车控制系统，能够通过遥控器或自动模式实现前进、后退、转弯等动作，包括电机驱动电路和控制算法设计。7、设计一个基于FPGA的SPI通信接口模块，能够实现与外部设备的高速数据传输，给出硬件描述和测试方法。8、在选择排序算法中，每次都从未排序部分选择最小的元素放到已排序部分的末尾。假设一个数组的元素数量较大，以下关于选择排序的时间复杂度和空间复杂度，哪个是正确的（）A.时间复杂度为O(nlogn)，空间复杂度为O(1)B.时间复杂度为O(n^2)，空间复杂度为O(n)C.时间复杂度为O(n^2)，空间复杂度为O(1)D.时间复杂度为O(n)，空间复杂度为O(1)9、利用数字逻辑电路设计一个数字频率计，能够测量输入信号的频率，给出测量精度和范围。10、设计一个简单的步进电机驱动器，能够实现电机的精确控制和调速，包括驱动电路和控制程序的设计。11、设计一个音频均衡器电路，能够对不同频段的音频信号进行独立调节，给出电路结构和参数计算。12、设计一个基于编码器和驱动器的机器人关节控制系统，实现关节的精确运动控制。13、利用射频技术设计一个无线传感器网络的网关设备，实现传感器节点与上位机之间的数据通信和协议转换。14、设计一个无线传感器网络中的节点通信模块，实现低功耗、短距离的数据传输，考虑节点的能耗管理。15、使用单片机设计一个智能温度控制系统，能够根据设定温度自动控制加热或制冷设备，保证环境温度稳定在一定范围内。16、设计一个光耦隔离电路，实现输入输出信号的电气隔离，给出电路设计和性能测试结果。17、在一个密码学应用中，需要对大量的明文进行加密处理，并快速地查找和匹配特定的密文。为了提高加密和解密的效率以及数据的存储和检索性能，以下哪种数据结构可能是最适用的？（）A.加密链表，对节点进行加密存储B.加密二叉搜索树，保证数据的安全性和查找效率C.加密哈希表，快速定位密文D.加密栈，按照顺序存储加密数据18、基于通信编码技术设计一个纠错编码系统，能够对传输的数据进行编码和纠错，提高数据传输的可靠性。19、链表是一种常见的链式存储结构，相比顺序存储，链表在插入和删除操作上具有优势。在单向链表中，每个节点包含数据域和指针域。如果要在链表的中间位置插入一个新节点，需要找到插入位置的前一个节点。以下关于在单向链表中查找插入位置前一个节点的描述，正确的是：（）A.时间复杂度为O(1)B.时间复杂度为O(logn)C.时间复杂度为O(n)D.时间复杂度与链表长度无关20、在二叉树的遍历中，先序遍历、中序遍历和后序遍历的顺序不同。假设已知一棵二叉树的先序遍历和中序遍历结果，能否唯一确定这棵二叉树的结构（）A.能B.不能C.有时能，有时不能D.以上都不对二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）论述跳表在分布式环境下的应用和面临的挑战。2、（本题5分）详细论述在一个具有n个顶点的无向图中，如何进行最小代价生成树的变形问题，如限制边的数量。3、（本题5分）论述跳表在插入和删除元素时，如何维护其结构的平衡性和查找效率。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，使用循环队列存储超市的购物车信息，实现购物车的分配和回收管理。2、（本题5分）设计一个数据结构和算法，模拟一个健身房的课程预约排队系统，能够处理用户的预约请求和排队顺序。3、（本题5分）设计一个程序，通过最小堆实现对实时数据的优先级处理。4、（本题5分）设计一个算法，用邻接矩阵表示一个无向图，判断图中是否存在桥。5、（本题5分）设计一个程序，使用队列实现任务调度系统，按照优先级进行任务处理，输出处理顺序。四、综合题（本大题共2个小题，共20分)1、（本题10分）一个视频网站需要管理大量的视频资源，包括视频信息、播放量、评论等。设计数据结构来优化视频的存储和检索，快速响应用户的播放请求。2、（本题10分）一家电商平台的客户投诉管理系统需要记录投诉信息、处理进度和处理结果。投诉信息包括