吉林電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法設(shè)計(jì)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁吉林電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法設(shè)計(jì)》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題1分，共15分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電視信號的傳輸系統(tǒng)，包括調(diào)制、編碼和發(fā)射模塊，滿足特定的傳輸標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量要求。2、設(shè)計(jì)一個(gè)基于D/A轉(zhuǎn)換器的函數(shù)信號發(fā)生器，能夠產(chǎn)生正弦波、方波、三角波等常見波形。3、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字信號傳輸中的同步恢復(fù)電路，能夠從接收信號中準(zhǔn)確恢復(fù)出同步信息，分析恢復(fù)的精度和穩(wěn)定性。4、設(shè)計(jì)一個(gè)基于運(yùn)算放大器的音頻放大器電路，要求輸入阻抗不小于10kΩ，輸出功率不小于10W，總諧波失真小于1%。5、設(shè)計(jì)一個(gè)太陽能充電器電路，能夠?qū)⑻柲苻D(zhuǎn)換為電能，為手機(jī)、平板電腦等設(shè)備充電，輸出電壓為5V。6、歸并排序是一種基于分治思想的排序算法。以下關(guān)于歸并排序的敘述，錯誤的是：（）A.歸并排序?qū)⒋判蛐蛄蟹殖扇舾蓚€(gè)子序列，然后將子序列合并成有序序列B.歸并排序在最壞、平均和最好情況下的時(shí)間復(fù)雜度均為O(nlogn)C.歸并排序是一種穩(wěn)定的排序算法D.歸并排序的空間復(fù)雜度較高7、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙4.2的智能門鎖系統(tǒng)，能夠通過手機(jī)APP進(jìn)行開鎖操作，并記錄開鎖記錄。8、在一個(gè)分布式系統(tǒng)中，各個(gè)節(jié)點(diǎn)需要共享一些全局的狀態(tài)信息，并且能夠快速地檢測到狀態(tài)的變化。為了實(shí)現(xiàn)這種全局狀態(tài)的管理和同步，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能會被用到？（）A.分布式哈希表B.分布式鏈表C.分布式樹D.分布式棧9、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的智能路燈節(jié)能控制系統(tǒng)，根據(jù)交通流量和環(huán)境光照自動調(diào)節(jié)路燈亮度，實(shí)現(xiàn)節(jié)能。10、使用單片機(jī)設(shè)計(jì)一個(gè)智能安防系統(tǒng)，能夠檢測入侵、火災(zāi)等異常情況，并及時(shí)發(fā)出警報(bào)和通知用戶。11、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ARMCortex-M系列的低功耗手持設(shè)備，實(shí)現(xiàn)特定的功能如計(jì)步、心率監(jiān)測等，描述設(shè)備的硬件選型和軟件優(yōu)化。12、設(shè)計(jì)一個(gè)高頻功率放大器電路，工作頻率在100MHz以上，輸出功率不小于10W，效率不低于50%，給出電路結(jié)構(gòu)和調(diào)試方法。13、根據(jù)電子電路原理，設(shè)計(jì)一個(gè)用于太陽能發(fā)電系統(tǒng)的最大功率點(diǎn)跟蹤（MPPT）控制器，提高太陽能的利用效率。14、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的圖像縮放系統(tǒng)，能夠?qū)斎雸D像進(jìn)行任意比例的縮放。15、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的選擇中，需要考慮多種因素。以下關(guān)于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)選擇的考慮因素，不正確的是：（）A.數(shù)據(jù)的規(guī)模和操作的頻繁程度B.存儲空間的限制C.算法的復(fù)雜度和效率D.只根據(jù)個(gè)人喜好選擇，不考慮實(shí)際需求二、簡答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）解釋什么是線段樹數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，說明其應(yīng)用場景和構(gòu)建過程，并闡述如何進(jìn)行區(qū)間查詢和更新操作。2、（本題5分）解釋圖的最短路徑問題的變體，如帶權(quán)有向圖的單源最短路徑問題、所有點(diǎn)對最短路徑問題等。3、（本題5分）論述在二叉樹的平衡調(diào)整中，如何通過平衡因子的動態(tài)計(jì)算來決定調(diào)整策略。4、（本題5分）詳細(xì)闡述在快速排序算法中，如何選擇基準(zhǔn)元素，以及如何進(jìn)行分區(qū)操作和排序過程。三、綜合題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一個(gè)科研項(xiàng)目需要對大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，數(shù)據(jù)包括不同實(shí)驗(yàn)條件下的測量值、時(shí)間戳等。設(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲和管理這些數(shù)據(jù)，以便能夠快速地進(jìn)行數(shù)據(jù)篩選、統(tǒng)計(jì)分析和結(jié)果可視化。2、（本題5分）在一個(gè)在線視頻平臺中，需要管理視頻信息、用戶觀看歷史、視頻評論和點(diǎn)贊等。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲這些信息，支持視頻的上傳、刪除、查找和播放，用戶觀看歷史的記錄，視頻評論的管理和點(diǎn)贊數(shù)的統(tǒng)計(jì)，并能夠根據(jù)用戶行為推薦相關(guān)視頻。3、（本題5分）某網(wǎng)約車平臺需要根據(jù)乘客的出發(fā)地和目的地，快速匹配附近的司機(jī)。設(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，實(shí)現(xiàn)高效的訂單匹配和行程規(guī)劃。4、（本題5分）一個(gè)學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備管理系統(tǒng)需要存儲設(shè)備的信息，如設(shè)備編號、設(shè)備名稱、設(shè)備類型、購買日期、使用狀態(tài)等。系統(tǒng)要支持快速查找特定設(shè)備、按照購買日期對設(shè)備進(jìn)行排序、新增設(shè)備、維修設(shè)備、報(bào)廢設(shè)備。請確定恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)闡述算法和代碼實(shí)現(xiàn)，以及性能優(yōu)化策略。5、（本題5分）在一個(gè)大型企業(yè)的項(xiàng)目管理系統(tǒng)中，需要記錄項(xiàng)目信息、任務(wù)分配和進(jìn)度情況。項(xiàng)目信息包括項(xiàng)目ID、項(xiàng)目名稱、負(fù)責(zé)人、開始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間，任務(wù)分配包括任務(wù)ID、項(xiàng)目ID、責(zé)任人、任務(wù)描述，進(jìn)度情況包括任務(wù)ID、完成百分比、更新時(shí)間。請?jiān)O(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來管理項(xiàng)目數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的查詢、任務(wù)的跟蹤、進(jìn)度的更新，并生成項(xiàng)目進(jìn)度報(bào)告。四、設(shè)計(jì)題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題10分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使用合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲一個(gè)在線音樂平臺的用戶創(chuàng)建的歌單分類信息，支持分類查詢和管理。2、（本題10分）設(shè)計(jì)后綴樹在模式識別中