首都經(jīng)濟貿(mào)易大學《數(shù)據(jù)科學算法》2022-2023學年第一學期期末試卷

站名：站名：年級專業(yè)：姓名：學號：凡年級專業(yè)、姓名、學號錯寫、漏寫或字跡不清者，成績按零分記?！堋狻€…………第1頁，共1頁首都經(jīng)濟貿(mào)易大學《數(shù)據(jù)科學算法》

2022-2023學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個小題，每小題2分，共30分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、設計一個低通濾波器，采用橢圓濾波器設計，截止頻率為200Hz，通帶波紋和阻帶衰減滿足特定要求，給出電路參數(shù)和性能分析。2、設計一個音頻均衡器，能夠對音頻信號進行10段均衡調節(jié)，給出系統(tǒng)方案和濾波器參數(shù)計算。3、在一個實時交通監(jiān)控系統(tǒng)中，需要快速更新道路的擁堵狀態(tài)，并能夠查詢某條道路的當前狀態(tài)。以下哪種數(shù)據(jù)結構可能是最適合的？（）A.二叉平衡樹，能夠保持平衡，查找和更新效率較高，但結構較復雜B.跳表，通過多層索引提高查找和更新效率，實現(xiàn)相對簡單C.線段樹，常用于區(qū)間查詢和更新，但對于單個元素的操作相對復雜D.紅黑樹，自平衡的二叉搜索樹，保證了較好的性能4、設計一個基于射頻識別（RFID）技術的倉庫管理系統(tǒng)，能夠實現(xiàn)貨物的自動識別、入庫和出庫管理。5、設計一個基于CCD圖像傳感器的圖像采集系統(tǒng)，能夠實現(xiàn)高速圖像采集和數(shù)據(jù)傳輸，說明系統(tǒng)硬件組成和接口電路。6、設計一個基于STM32H7的高性能嵌入式系統(tǒng)，能夠運行復雜的實時操作系統(tǒng)和應用程序，給出硬件架構和軟件環(huán)境搭建。7、設計一個基于數(shù)字溫度傳感器和無線模塊的室內溫度監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)多點溫度采集和遠程監(jiān)控。8、設計一個半導體發(fā)光二極管（LED）驅動電路，使其能夠穩(wěn)定發(fā)光，具有亮度調節(jié)功能，并分析其效率和可靠性。9、設計一個簡單的集成電路放大器，要求具有特定的增益、帶寬和輸入輸出阻抗，分析其性能并優(yōu)化設計以滿足特定要求。10、設計一個基于藍牙低能耗（BLE）技術的健康監(jiān)測手環(huán)，能夠采集心率、血壓、步數(shù)等生理數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)绞謾CAPP。11、考慮到一個在線游戲的排行榜系統(tǒng)，需要根據(jù)玩家的得分實時更新排名，并能夠快速獲取前幾名玩家的信息。在這種情況下，以下哪種數(shù)據(jù)結構能夠有效地支持排名的動態(tài)更新和高效查詢？（）A.平衡二叉樹B.斐波那契堆C.完全二叉樹D.伸展樹12、設計一個基于光電耦合器的電氣隔離系統(tǒng)，實現(xiàn)輸入輸出信號的有效隔離，提高系統(tǒng)的抗干擾能力。13、設計一個基于單片機的智能煙霧報警器系統(tǒng)，能夠實時監(jiān)測環(huán)境中的煙霧濃度，當濃度超過設定閾值時發(fā)出聲光報警，并通過GSM模塊發(fā)送報警短信。14、使用集成電路設計一個音頻功率放大器，要求輸出功率達到一定值，同時具有良好的音質和低噪聲。15、設計一個基于DSP的語音處理系統(tǒng)，能夠實現(xiàn)語音的采集、編碼、解碼和播放，給出系統(tǒng)的硬件架構和軟件算法流程。二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）詳細闡述AVL樹的旋轉操作，包括單旋轉和雙旋轉，以及在插入節(jié)點時如何進行平衡調整。2、（本題5分）比較冒泡排序、選擇排序和插入排序三種排序算法的時間復雜度和空間復雜度，并分析它們的優(yōu)缺點。3、（本題5分）解釋什么是樹狀數(shù)組數(shù)據(jù)結構，說明其特點和應用場景，并闡述如何進行區(qū)間求和和單點更新操作。三、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一個在線圖書評論系統(tǒng)需要存儲用戶對圖書的評論內容、評分和點贊數(shù)。設計數(shù)據(jù)結構來展示熱門評論和最新評論，并支持評論的搜索和排序。2、（本題5分）某公司的項目管理系統(tǒng)需要存儲項目信息，如項目編號、項目名稱、負責人、項目進度、預算等。系統(tǒng)要能夠快速查找特定項目、按照項目進度對項目進行排序、新增項目、修改項目信息以及結束項目。請選擇恰當?shù)臄?shù)據(jù)結構，并詳細說明算法和代碼實現(xiàn)，以及性能分析。3、（本題5分）某在線考試系統(tǒng)的自動判卷功能需要記錄題目信息、考生答案和標準答案。題目信息包括題目ID、題目內容、分值，考生答案包括考生ID、題目ID、答案內容，標準答案包括題目ID、標準內容。設計數(shù)據(jù)結構來實現(xiàn)自動判卷，能夠快速對比考生答案和標準答案、計算考生得分，并統(tǒng)計題目得分率。4、（本題5分）假設一個在線健身平臺需要記錄用戶的運動計劃、運動記錄和身體指標。運動計劃包括計劃ID、用戶ID、運動項目、運動時間，運動記錄包括記錄ID、用戶ID、運動日期、運動時長、消耗卡路里，身體指標包括指標ID、用戶ID、體重、體脂率、血壓。請設計數(shù)據(jù)結構來管理用戶的健身數(shù)據(jù)，實現(xiàn)運動計劃的制定和調整、運動記錄的分析、身體指標的跟蹤，并為用戶提供個性化的健身建議。5、（本題5分）某在線考試系統(tǒng)需要記錄考生的考試信息，包括考生ID、考試科目、考試時間、答題情況、成績等。請設計合適的數(shù)據(jù)結構來存儲這些考試數(shù)據(jù)，實現(xiàn)快速查詢考生成績、按科目統(tǒng)計平均分、分析答題情況，并支持新考試的安排和舊考試數(shù)據(jù)的歸檔。四、設計題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）設計一個程序，利用數(shù)組實現(xiàn)計數(shù)排序的優(yōu)化版本