四川财经职业学院《数据科学与工程引论》2023-2024学年第二学期期末试卷

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页四川财经职业学院《数据科学与工程引论》

2023-2024学年第二学期期末试卷题号一二三四总分得分一、单选题（本大题共30个小题，每小题1分，共30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、考虑到一个图的遍历问题，假设需要判断一个图是否存在环，并且找出所有的环。以下哪种数据结构和算法常用于解决这类问题？（）A.深度优先搜索结合栈B.广度优先搜索结合队列C.拓扑排序结合栈D.强连通分量算法结合并查集2、设计一个光通信中的掺铒光纤放大器（EDFA）驱动电路，实现对EDFA的稳定驱动和增益控制。3、设计一个基于FPGA的数字滤波器，能够对输入的数字信号进行滤波处理，如低通、高通、带通等，阐述硬件实现过程和仿真结果。4、设计一个无线通信中的频谱感知性能评估系统，包括检测概率和虚警概率等指标。5、设计一个基于DSP的数字信号调制系统，支持多种调制方式，如QAM、OFDM等，给出算法实现和性能优化。6、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。7、设计一个用于音频放大器的反馈网络，提高放大器的稳定性和性能，给出反馈类型选择和参数计算。8、设计一个基于单片机的智能门禁系统，能够通过指纹、密码或刷卡进行身份验证，控制门的开关。9、设计一个具有自动增益控制和动态范围压缩功能的音频处理系统，提高音频质量，给出系统设计和性能评估。10、在树的存储结构中，除了二叉树，还有多叉树。假设一个多叉树的每个节点的孩子节点数量不确定，以下哪种存储方式可能更灵活（）A.双亲表示法B.孩子表示法C.孩子兄弟表示法D.以上方式都不灵活11、设计一个基于模拟乘法器的调幅（AM）信号发生器，能够产生幅度调制的正弦波信号，并分析其调制深度和失真度。12、设计一个基于蓝牙模块的智能体重秤，能够测量体重、体脂率、肌肉量等身体指标，并将数据上传至云端。13、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114、跳表是一种基于链表的数据结构。关于跳表的特点，以下描述哪一项是不正确的？（）A.跳表通过在链表中增加多层索引来提高查找效率B.插入和删除操作在平均情况下的时间复杂度为O(logn)C.跳表的空间复杂度比普通链表高，但低于平衡二叉搜索树D.跳表的性能不受数据分布的影响，始终保持较好的查找效率15、设计一个数字通信系统中的扰码生成和解扰电路，分析扰码对信号频谱的影响。16、利用射频技术设计一个无线传感器节点，能够采集环境数据并通过无线方式传输，给出节点的硬件设计和功耗分析。17、设计一个基于传感器的环境监测系统，能够同时监测温度、湿度、光照强度等环境参数，并通过无线方式传输数据。18、设计一个数字电压表，测量范围为0至50V，精度为0.1V，采用ADC芯片实现，说明硬件电路和软件算法。19、假设正在开发一个文本编辑软件，需要能够快速地对输入的文本进行插入、删除和查找操作。同时，要能够高效地实现文本的回退和重做功能。为了满足这些需求，以下哪种数据结构可能是最优的选择？（）A.顺序表，存储文本数据，操作简单直接B.双向链表，方便在任意位置进行插入和删除C.栈，用于实现回退和重做功能D.散列表，快速查找文本中的特定字符或字符串20、运用电子信息工程知识，设计一个智能交通信号灯自适应控制系统，根据实时交通流量调整信号灯时间。21、设计一个基于蓝牙的智能手表，能够显示时间、计步、监测心率和接收手机通知，描述硬件和软件设计。22、在图的遍历算法中，深度优先搜索和广度优先搜索是两种常见的方法。以下关于这两种算法的描述，正确的是：（）A.深度优先搜索总是先访问距离起始节点最近的未访问节点B.广度优先搜索使用栈来保存待访问节点，深度优先搜索使用队列C.对于同一个图和起始节点，深度优先搜索和广度优先搜索得到的遍历结果一定不同D.深度优先搜索适合用于查找图中的连通分量，广度优先搜索适合用于求解最短路径问题23、在一个网络数据包处理系统中，数据包按照到达的顺序被处理，但是某些高优先级的数据包需要优先处理。为了实现这种优先级处理机制，以下哪种数据结构可以被应用？（）A.优先级队列B.单调队列C.循环队列D.有序数组24、插入排序也是一种基本的排序算法。关于插入排序的特点，以下描述正确的是：（）A.插入排序在每次迭代中，将待排序元素插入到已排序部分的合适位置B.插入排序在最坏情况下的时间复杂度为O(nlogn)，优于冒泡排序C.插入排序是一种不稳定的排序算法，可能改变相同元素的相对顺序D.插入排序适用于大规模数据的排序，效率很高25、设计一个基于加速度传感器的振动监测系统，能够监测设备的振动情况，并进行故障预警。26、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27、二叉树常用于实现查找操作，以下关于二叉树查找效率的描述，正确的是：（）A.二叉树的查找效率与树的高度成正比，树越高查找越慢B.平衡二叉树的查找效率一定高于普通二叉树C.满二叉树的查找效率最高，因为其结构最规整D.无论二叉树的结构如何，查找操作的时间复杂度都是O(n)28、设计一个基于锁相环的频率合成器电路，输出频率范围为100kHz-1GHz，频率分辨率不大于1kHz，相位噪声小于-100dBc/Hz@1kHz偏移。29、利用模拟电路技术，设计一个用于数控机床的电机驱动电路，实现电机的精确调速和位置控制。30、图是一种复杂的数据结构，用于表示对象之间的关系。在图的存储方式中，邻接矩阵和邻接表是常见的两种方法。对于一个具有n个顶点的无向图，如果采用邻接矩阵存储，其空间复杂度为：（）A.O(n)B.O(nlogn)C.O(n^2)D.O(n^3)二、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某医院的信息系统需要存储患者的病历信息，包括基本信息、诊断结果、治疗方案、用药记录等。设计一种数据结构，能够方便地按照患者编号、疾病类型或治疗时间进行查询和统计，并支持新病历的录入和旧病历的修改。2、（本题5分）一个电影票务系统需要存储电影场次信息，如场次编号、电影名称、放映时间、影厅号、剩余座位数等。系统要能够快速查找特定场次、按照剩余座位数对场次进行排序、新增场次、删除已结束场次以及修改场次的剩余座位数。请选择恰当的数据结构，并详细阐述实现这些功能的算法和代码，以及对系统性能的影响。3、（本题5分）某电商平台的促销活动管理系统需要记录活动信息、参与商品、优惠规则和用户参与情况等。设计一种数据结构来存储这些信息，实现活动的创建、修改和删除，参与商品的添加和删除，优惠规则的设置和计算，以及用户参与情况的记录和统计，并能够实时监控活动效果和调整策略。4、（本题5分）在一个在线电影票务系统中，需要管理电影院信息、影片排片、座位预订和票房统计等。设计一种数据结构来存储这些信息，支持电影院和影片的添加、删除和修改，座位的预订和取消，票房数据的统计和分析，并能够实时显示座位的预订情况和优化排片策略。5、（本题5分）一个电商网站的推荐系统需要根据用户的浏览历史和购买行为为用户推荐相关商品。用户的行为数据以字符串的形式存储，使用后缀树来处理这些数据。请设计算法实现以下功能：（1）查找具有相似浏览历史的用户；（2）根据用户的当前浏览行为预测可能感兴趣的商品；（3）更新用户的行为数据；（4）处理大量用户数据时，如何优化后缀树的性能。分析算法的时间复杂度和空间复杂度。三、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）阐述如何在一个二叉树中进行后序遍历的非递归实现，给出算法步骤和实现代码，并分析其时间复杂度和空间复杂度。2、（本题5分）解释如何计算一棵二叉树的叶子节点个数，分析所使用的算法和时间复杂度。3、（本题5分）详细说明在动态规划的问题分解中，如何确定子问题的边界和依赖关系。4、