大庆职业学院《数据模型与决策》2023-2024学年第二学期期末试卷

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《数据模型与决策》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、设计一个基于单片机的智能风扇控制系统，能够根据环境温度自动调节风扇转速。2、设计一个光纤通信系统中的光发射机和接收机，确定合适的光源和探测器，计算系统的传输距离和带宽。3、设计一个基于数字逻辑电路的简易密码锁系统，要求输入正确密码才能开锁，密码可由用户自行设定，同时具备错误输入次数限制及报警功能。4、在一个需要快速判断两个字符串是否具有相同字符集合的场景中，以下哪种数据结构和算法的组合可能是最有效的？（）A.利用哈希表统计每个字符串中字符的出现次数，然后比较B.对字符串进行排序，然后比较排序后的结果C.使用树存储字符串的字符，然后进行比较D.通过栈对字符串进行处理和比较5、设计一个基于单片机的智能家电能耗监测系统，实时监测家电的用电情况并进行数据分析。6、设计一个数字信号调制解调高速电路，能够实现更高的数据传输速率，提高通信效率。7、设计一个基于FPGA的交通信号灯控制系统，能够根据不同的时间段和交通流量自动调整信号灯的时长，同时具备故障检测和报警功能，提供硬件描述语言代码和仿真结果。8、设计一个基于D/A转换器的方波信号发生器电路，输出频率范围为100Hz-10kHz，占空比可调。9、设计一个基于FPGA的数字滤波器，实现对输入信号的低通滤波，截止频率为2kHz，采样频率为10kHz。10、设计一个程控放大器，增益可在1至100倍之间程控调节，精度为1%，给出电路设计和控制逻辑。11、设计一个用于医疗成像设备的信号采集系统，如CT、MRI等，能够实现高速、高精度的数据采集，给出系统架构和接口设计。12、在一个字符串处理程序中，需要快速判断一个字符串是否是另一个字符串的子串。以下哪种算法和数据结构的组合可能是最有效的？（）A.暴力匹配算法，使用数组存储字符串B.KMP算法，基于有限自动机原理C.哈希算法，将字符串映射为哈希值D.二分查找算法，在有序字符串中查找13、在图的遍历算法中，深度优先搜索（DFS）和广度优先搜索（BFS）是两种基本方法。关于这两种算法，以下描述哪一项是不正确的？（）A.DFS从起始节点开始，沿着一条路径尽可能深地访问节点，然后回溯B.BFS从起始节点开始，逐层地访问相邻节点C.DFS和BFS的时间复杂度均与图的节点数量和边的数量有关，通常为O(n+m)，其中n是节点数量，m是边的数量D.DFS适合用于查找最短路径，BFS适合用于判断图是否连通14、设计一个简单的数字示波器的触发电路，能够准确捕捉输入信号的特定特征，阐述触发电路的原理和设计。15、设计一个基于音频功率放大器的汽车音响系统，具备四路输出，总功率不小于100W。16、二分查找是一种效率较高的查找算法。以下关于二分查找的条件，错误的是：（）A.数组必须是有序的B.每次查找都能将查找范围缩小一半C.二分查找适用于任何类型的数据D.二分查找的时间复杂度为O(logn)17、跳表是一种可以替代平衡树的数据结构。假设我们正在使用跳表进行数据存储。以下关于跳表的描述，哪一项是不准确的？（）A.跳表通过随机增加索引层次来提高查找效率B.插入和删除操作可能会影响跳表的索引结构，需要进行相应的调整C.跳表的平均查找、插入和删除时间复杂度均为O(logn)D.跳表的空间复杂度比平衡树低，更适合内存紧张的场景18、堆是一种特殊的树形数据结构，常用于实现优先队列。在堆的操作中，以下描述错误的是（）A.大根堆中，根节点的值大于其左右子节点的值B.小根堆中，根节点的值小于其左右子节点的值C.可以通过堆排序算法对数组进行排序D.堆的插入和删除操作时间复杂度为O(n)19、设计一个基于运算放大器的微分器电路，能够对输入信号进行微分运算，输入信号频率范围为0-100Hz。20、在链表这种数据结构中，节点通过指针相互连接。假设需要频繁地在链表的头部或中间插入和删除元素。以下哪种链表结构可能是最合适的选择（）A.单向链表B.双向链表C.循环链表D.静态链表21、设计一个基于模拟乘法器和运放的有效值测量电路，能够测量交流信号的有效值。22、利用电力电子技术设计一个三相交流逆变器，将直流电转换为三相交流电，用于驱动电机等负载。23、在一个最小堆中，删除堆顶元素后，需要重新调整堆以保持其性质。以下哪种操作是正确的？（）A.将最后一个元素移到堆顶，然后向下调整B.将第一个元素移到末尾，然后向上调整C.重新构建整个堆D.不进行任何操作24、栈是一种特殊的线性表，具有特定的操作规则。以下关于栈的特点的描述，错误的是：（）A.栈遵循先进后出的原则B.栈的插入和删除操作只能在栈顶进行C.可以用数组或链表来实现栈D.栈中的元素必须按照从小到大的顺序排列25、设计一个基于PLC的工业机器人控制系统，能够实现机器人的运动轨迹规划、动作控制和故障诊断功能。26、设计一个基于蓝牙技术的无线数据传输模块，实现两个设备之间的可靠数据通信，包括蓝牙模块的选型和接口电路设计。27、数据结构是计算机科学中重要的研究领域，它对程序的性能和效率有着关键影响。以下关于数据结构的描述，错误的是：（）A.数据结构是指相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合B.数据结构主要研究数据的逻辑结构、存储结构以及对数据的操作C.数据结构只关注数据的存储方式，不考虑数据的处理效率D.选择合适的数据结构可以提高程序的运行速度和节省存储空间28、设计一个基于单片机的智能小车控制系统，能够实现小车的前进、后退、转弯、调速等功能，并具备避障功能。29、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。30、设计一个太阳能热水器控制器节能优化电路，能够根据天气情况和用户需求自动优化热水器的工作状态，实现节能优化。二、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在一个在线游戏中，玩家的角色信息需要被实时更新和存储。角色信息包括角色ID、角色名、等级、经验值、装备列表、技能列表等。设计一种数据结构来存储这些角色数据，以便能够快速查询角色的详细信息、按照等级进行排序、更新角色的经验值和装备，并处理多个玩家同时进行的操作。2、（本题5分）某医院的病历管理系统需要对患者的病历信息进行高效存储和检索。病历信息包括患者编号、姓名、病症、治疗方案、主治医师等。考虑使用B树或B+树来存储这些信息。请设计数据结构并实现以下功能：（1）插入一个新的病历；（2）删除一个指定的病历；（3）根据患者编号快速查找病历；（4）按病症对病历进行排序并输出。分析所设计数据结构和算法的性能。3、（本题5分）某物流仓库需要对货物的存储位置和出入库记录进行管理。货物信息和位置以图的邻接矩阵形式存储。请设计算法实现以下功能：（1）查找某类货物的存储位置；（2）记录货物的出入库时间和数量；（3）当仓库布局调整时，更新货物的存储位置；（4）统计某种货物在一段时间内的出入库总量。分析算法的时间复杂度和空间复杂度。4、（本题5分）某小区的物业管理系统需要存储房屋信息，如房屋编号、业主姓名、房屋面积、物业费缴纳情况等。系统要能够快速查找特定房屋、按照房屋面积对房屋进行排序、新增房屋、修改业主信息、催缴物业费。请设计合适的数据结构和算法，并给出代码实现和性能评估。5、（本题5分）某电商平台的商家管理系统需要存储商家的信息，如商家编号、商家名称、主营商品、信誉评级、销售额等。系统要能够快速查找特定商家、按照销售额对商家进行排序、新增商家、修改商家信息、对违规商家进行处理。请设计合适的数据结构和算法，并给出代码实现和性能评估。三、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）详细说明如何在一个无向图中判断是否为二部图，给出算法步骤和实现代码，并分析其时间复杂度。2、（本题5分）比较冒泡排序和选择排序在平均情况下的性能表现。3、（本题5分）详细说明如何在一个有序链表中删除重复元素，只保留一个，给出算法步骤和实现代码，并分析其时间复杂度。4、（本题5分）在一个单链表中，如何实现