南京交通职业技术学院《数据科学与大数据技术》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页南京交通职业技术学院《数据科学与大数据技术》

2023-2024学年第二学期期末试卷题号一二三四总分得分批阅人一、单选题（本大题共20个小题，每小题1分，共20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PLC的热电厂锅炉控制系统，实现对锅炉水位、蒸汽压力、温度等参数的自动控制。2、设计一个基于数字锁相环的时钟同步系统，能够使多个设备的时钟保持同步，分析其同步精度和稳定性。3、在一个具有n个元素的顺序表中，若要在第i个位置（1<=i<=n+1）插入一个新元素，以下哪种操作的时间复杂度最高？（）A.移动插入位置之后的所有元素B.查找插入位置C.分配新的存储空间D.更新表的长度4、数据结构是计算机存储、组织数据的方式。在研究数据结构时，线性表是一种基础的数据结构。以下关于线性表的描述，错误的是（）A.线性表可以顺序存储，也可以链式存储B.顺序存储的线性表可以随机访问任意元素，时间复杂度为O(1)C.链式存储的线性表在插入和删除操作时，不需要移动大量元素，效率较高D.线性表的长度是固定的，不能动态变化5、设计一个光耦隔离的模拟量输入模块，实现对0至5V模拟信号的隔离采集，给出电路参数和应用示例。6、设计一个数字通信中的码间干扰补偿电路，分析补偿效果和对系统性能的影响。7、在一个大型企业的员工管理系统中，需要存储员工的基本信息，如姓名、工号、部门、职位等，并且能够按照部门快速查找和统计员工数量。为了实现这样的功能，以下哪种数据结构是比较合适的选择？（）A.字典树B.堆C.跳表D.并查集8、设计一个基于CPLD的数字逻辑电路，实现一个8位加法器和8位乘法器，给出硬件描述语言代码和时序仿真结果。9、设计一个基于单片机的智能家电控制系统，能够通过手机APP远程控制家电的开关和工作模式。10、设计一个通信系统复用设备，能够实现时分复用、频分复用或波分复用功能，分析复用效率和资源利用率。11、设计一个基于单片机的智能电表系统，能够准确测量电能消耗，支持远程抄表和欠费报警功能。12、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。13、利用电力电子技术设计一个交流-直流变换器（AC-DCConverter），实现将交流电源转换为稳定的直流电源输出。14、设计一个简单的工业自动化控制系统，实现对生产线上设备的运行控制和状态监测，阐述系统的架构和控制策略。15、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。16、设计一个基于AD9854的直接数字频率合成器（DDS），输出频率范围为1Hz至100MHz，相位分辨率小于1°，给出硬件设计和控制程序。17、设计一个太阳能路灯控制器，能够根据环境光强自动控制路灯的开关和亮度，描述电路原理和控制策略。18、设计一个基于单片机的智能血压计系统，能够准确测量人体血压，并通过蓝牙将测量数据传输到手机APP进行记录和分析。19、设计一个基于ARM的嵌入式系统，实现视频采集和编码，存储到SD卡中，阐述系统架构和软件实现流程。20、设计一个基于运算放大器的电压比较器电路，能够比较两个输入电压的大小，并输出相应的高低电平信号。二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）解释并举例说明在一个具有n个元素的顺序表中，如何进行折半插入排序的操作。2、（本题5分）详细说明如何在一个图中进行最大流的计算，给出算法步骤和实现代码，并分析其时间复杂度。3、（本题5分）论述哈夫曼树的构建过程，以及它在数据压缩中的应用原理。4、（本题5分）解释如何在一个具有n个元素的无序数组中，使用快速排序算法进行排序，并分析其时间复杂度和空间复杂度。5、（本题5分）在哈希表中，阐述如何处理哈希冲突，给出几种常见的处理方法的算法步骤和实现代码，并分析其性能。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个数据结构，用于存储一个公司员工的信息，包括姓名、工号、部门、工资等，实现插入、删除、查找和遍历操作。2、（本题5分）设计一个数据结构和算法，用于管理一个城市的公交线路换乘信息，能够根据起始站点和终点站点，给出最优的换乘方案和路线。3、（本题5分）设计一个程序，使用合适的数据结构存储一个学校的社团成员活动参与记录信息，支持成员活跃度的评估。4、（本题5分）设计一个程序，利用图的数据结构表示电路图，实现电路中两点之间的连通性检查功能。5、（本题5分）设计一个程序，使用图的数据结构表示城市交通网络中的智能导航系统，实现最短路径和实时路况的结合功能。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）某公司的文档管理系统需要存储各类文档，包括文档名称、作者、创建时间、修改时间、文档内容等信息。请设计合适的数据结构来高效地存储和检索这些文档，支持按作者、创建时间、文档类型等条件进行快速查询，并能方便地进行文档的添加、删除和修改操作。2、（本题10分）某公司的员工信息（包括员工编号、姓名、年龄、部门、工资等）以哈希表的形式存储。由于公司规模扩大，员工数量急剧增加，导致哈希冲突频繁。请提出改进方案，重新设计哈希函数和解决冲突的方法，并分析改进后的时间复杂度和空间复杂度。同时，实现以下功能：（1）查找特定员工的信息；