山西大学《数据科学与工程引论》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2页，共2页山西大学《数据科学与工程引论》

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、运用电子电路知识，设计一个用于工业自动化的压力传感器信号调理电路，将传感器输出信号转换为标准电压或电流信号。2、假设要实现一个高效的字符串匹配算法，能够在一个长文本中快速找到给定的模式字符串的所有出现位置。以下哪种数据结构和算法的组合是常见的解决方案？（）A.KMP算法结合数组B.暴力匹配算法结合链表C.后缀树D.字典树结合贪心算法3、假设在一个资源分配系统中，有多个资源请求同时到达，系统需要根据资源的可用性和请求的优先级进行分配。为了有效地管理资源和请求，以下哪种数据结构可以帮助实现高效的分配策略？（）A.集合B.映射C.链表集合D.树状数组4、设计一个基于数字锁相放大器的微弱信号检测系统，能够从强噪声背景中检测出微弱信号。5、基于通信中的多址接入技术设计一个无线通信网络，支持多个用户同时通信，分析网络容量和性能。6、哈夫曼树是一种最优二叉树，常用于数据压缩。以下关于哈夫曼树的特点，错误的是（）A.带权路径长度最小B.没有度为1的节点C.权值越大的节点离根节点越近D.哈夫曼树的构建过程是唯一的7、根据数字信号处理理论，设计一个图像去模糊系统，能够恢复模糊图像的清晰细节。8、设计一个基于Zynq的异构计算平台，实现图像处理和数据加密等功能，给出硬件架构和软件编程模型。9、在排序算法的改进和优化中，常常结合多种算法的优点。以下关于混合排序算法的叙述，错误的是（）A.可以将快速排序和插入排序结合，在小规模数据时使用插入排序B.混合排序算法能够在不同情况下发挥不同算法的优势，提高整体性能C.设计混合排序算法时，需要考虑不同算法之间的切换时机和条件D.混合排序算法一定比单一的排序算法性能更好10、设计一个数字音频处理中的音频降噪系统，分析降噪效果和对音质的影响。11、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。12、基于通信协议设计一个网络通信接口，实现数据的可靠传输和错误检测，说明协议的选择和实现过程。13、设计一个集成电路封装结构，满足散热、电气性能和机械强度等要求，进行封装的可靠性分析。14、设计一个基于USB接口的数据采集卡，能够采集多路模拟信号和数字信号，给出硬件接口设计和驱动程序开发思路。15、设计一个用于工业传感器的信号调理电路，将传感器输出的小信号转换为标准电压或电流信号，给出电路设计和精度分析。16、设计一个数字频率计，采用直接计数法，测量范围为1Hz至10MHz，给出系统方案和误差分析。17、设计一个直流稳压电源，能够将输入的不稳定直流电压转换为稳定的输出电压，输出电压可在一定范围内调节，给出电路原理图和元件参数选择。18、设计一个简单的工业以太网通信节点，实现与工业以太网网络的连接和数据交换，描述节点的硬件结构和通信协议。19、队列也是一种特殊的线性表，其操作遵循先进先出的原则。对于队列的特点和应用，以下说法错误的是（）A.队列可以用于实现广度优先搜索算法B.循环队列可以解决顺序队列的假溢出问题C.队列在插入元素时总是在队尾进行，删除元素时总是在队头进行D.队列中的元素存储顺序和入队顺序一定相同20、设计一个基于ARMCortex-M7的电机驱动控制器，支持无刷直流电机和永磁同步电机，给出控制算法和硬件接口。二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）数组的扩容和缩容是如何实现的？有哪些注意事项？2、（本题5分）在一个二叉树中，如何判断两棵二叉树是否相同？3、（本题5分）论述在哈希表中，当冲突发生时，如何选择合适的冲突解决方法以提高性能。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）分析在字符串匹配中利用位运算提高匹配速度的设计思路，并实现。2、（本题5分）设计一个程序，使用链表实现队列的复制功能，输入一个队列进行复制并展示结果。3、（本题5分）设计一个程序，在有序数组中查找两个数之积最大的组合，输出组合。4、（本题5分）设计一个程序，利用图的数据结构表示社交网络，实现好友推荐功能，根据共同好友数量进行推荐。5、（本题5分）设计一个程序，模拟实现操作系统中的内存分页管理，使用链表或树结构。四、综合题（本大题共2个小题，共20分)1、（本题10分）一个在线教学平台需要对学生的考试成绩进行管理和分析。成绩信息以堆（大顶堆或小顶堆）的形式存储。请设计算法实现以下功能：（1）找出成绩最高的前10%的学生；（2）插入一个新学生的成绩；