山東經(jīng)貿(mào)職業(yè)學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)理論教學(xué)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第2頁，共2頁山東經(jīng)貿(mào)職業(yè)學(xué)院

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)理論教學(xué)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題2分，共30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)簡單的無線遙控系統(tǒng)，控制距離不小于50米，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)多個(gè)設(shè)備的開關(guān)控制，說明系統(tǒng)組成和編碼方式。2、設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的數(shù)字音頻解碼器，能夠解碼常見的音頻格式如MP3、WAV等，給出硬件設(shè)計(jì)和解碼算法。3、字符串的操作和處理在計(jì)算機(jī)編程中經(jīng)常遇到。對(duì)于字符串的匹配算法，以下描述哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.樸素的字符串匹配算法通過逐個(gè)字符比較來查找模式串在主串中的位置，時(shí)間復(fù)雜度較高B.KMP（Knuth-Morris-Pratt）算法通過利用已經(jīng)匹配的部分信息來提高匹配效率C.BM（Boyer-Moore）算法從右向左比較字符，在某些情況下性能優(yōu)于KMP算法D.所有的字符串匹配算法在最壞情況下的時(shí)間復(fù)雜度都是O(m*n)，其中m是模式串長度，n是主串長度4、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。5、設(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)中的速度控制器，用于控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，滿足特定的動(dòng)態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)。6、設(shè)計(jì)一個(gè)電子血壓計(jì)數(shù)據(jù)分析與預(yù)警電路，能夠?qū)ρ獕河?jì)測量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，當(dāng)血壓異常時(shí)發(fā)出預(yù)警信號(hào)。7、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的數(shù)字濾波器，實(shí)現(xiàn)低通、高通、帶通和帶阻濾波功能，給出設(shè)計(jì)過程和資源利用分析。8、假設(shè)要實(shí)現(xiàn)一個(gè)函數(shù)，判斷一個(gè)字符串是否是另一個(gè)字符串的子序列。例如，“ace”是“abcde”的子序列。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的組合可能是最有效的？（）A.雙指針法，分別在兩個(gè)字符串上移動(dòng)指針進(jìn)行比較，簡單直接B.哈希表，將字符串的字符存儲(chǔ)并進(jìn)行查找，效率較低C.棧，存儲(chǔ)已匹配的字符，操作復(fù)雜D.隊(duì)列，用于存儲(chǔ)待匹配的字符，不太適合此場景9、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字頻率計(jì)，采用計(jì)數(shù)法和測周期法相結(jié)合，測量范圍為1Hz至100MHz，給出系統(tǒng)方案和誤差分析。10、設(shè)計(jì)一個(gè)電子秤數(shù)據(jù)加密電路，能夠?qū)﹄娮映拥臏y量數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，保證數(shù)據(jù)的安全性。11、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻濾波器參數(shù)優(yōu)化電路，能夠根據(jù)輸入音頻信號(hào)的特點(diǎn)自動(dòng)優(yōu)化濾波器的參數(shù)，提高音頻質(zhì)量。12、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用中，解決沖突是一個(gè)常見的問題。以下關(guān)于沖突解決的描述，不正確的是：（）A.在哈希表中，當(dāng)多個(gè)元素映射到同一個(gè)位置時(shí)就會(huì)發(fā)生沖突B.除了開放尋址法和鏈地址法，還有其他一些沖突解決方法，如再哈希法C.沖突解決的好壞直接影響哈希表的性能，但對(duì)其他數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)沒有影響D.選擇合適的沖突解決方法需要綜合考慮數(shù)據(jù)分布、操作頻率等因素13、設(shè)計(jì)一個(gè)低通數(shù)字濾波器，截止頻率為500Hz，采樣頻率為2kHz，采用窗函數(shù)法進(jìn)行設(shè)計(jì)。14、設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的無線通信收發(fā)系統(tǒng)，工作在特定頻段，采用合適的調(diào)制解調(diào)方式，實(shí)現(xiàn)短距離的數(shù)據(jù)傳輸，并分析其性能。15、設(shè)計(jì)一個(gè)基于555定時(shí)器的脈沖發(fā)生器電路，能夠產(chǎn)生頻率在1Hz-100kHz范圍內(nèi)可調(diào)，占空比在10%-90%范圍內(nèi)可調(diào)的矩形脈沖。二、簡答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）詳細(xì)說明在字符串的模式匹配優(yōu)化中，如何利用后綴樹或后綴數(shù)組提高效率。2、（本題5分）解釋圖的最小生成樹問題的變體，如帶權(quán)有向圖的最小生成樹問題、次小生成樹問題等。3、（本題5分）解釋什么是Trie樹，并說明其在字符串處理中的應(yīng)用。三、綜合題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）某機(jī)場的航班管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)航班的信息，如航班編號(hào)、出發(fā)地、目的地、起飛時(shí)間、降落時(shí)間、航班狀態(tài)等。系統(tǒng)要能夠快速查找特定航班、按照起飛時(shí)間對(duì)航班進(jìn)行排序、新增航班、修改航班信息、取消航班。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，并給出代碼實(shí)現(xiàn)和性能評(píng)估。2、（本題5分）一個(gè)城市的公共交通系統(tǒng)需要實(shí)時(shí)跟蹤公交車的位置和行駛路線，為乘客提供準(zhǔn)確的到站時(shí)間預(yù)測。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，能夠高效地處理車輛位置信息，計(jì)算到站時(shí)間。3、（本題5分）假設(shè)一個(gè)在線健身平臺(tái)需要記錄用戶的運(yùn)動(dòng)計(jì)劃、運(yùn)動(dòng)記錄和身體指標(biāo)。運(yùn)動(dòng)計(jì)劃包括計(jì)劃ID、用戶ID、運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目、運(yùn)動(dòng)時(shí)間，運(yùn)動(dòng)記錄包括記錄ID、用戶ID、運(yùn)動(dòng)日期、運(yùn)動(dòng)時(shí)長、消耗卡路里，身體指標(biāo)包括指標(biāo)ID、用戶ID、體重、體脂率、血壓。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來管理用戶的健身數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)計(jì)劃的制定和調(diào)整、運(yùn)動(dòng)記錄的分析、身體指標(biāo)的跟蹤，并為用戶提供個(gè)性化的健身建議。4、（本題5分）某金融機(jī)構(gòu)需要對(duì)客戶的交易記錄進(jìn)行分析，以檢測異常交易行為。交易記錄包括交易時(shí)間、金額、交易類型等。設(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，能夠快速地篩選出異常交易，并進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。5、（本題5分）一個(gè)在線健身平臺(tái)需要管理用戶的健身計(jì)劃、運(yùn)動(dòng)記錄、飲食記錄和身體指標(biāo)等。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)這些信息，支持健身計(jì)劃的制定和修改，運(yùn)動(dòng)和飲食記錄的錄入，身體指標(biāo)的測量和分析，并能夠根據(jù)用戶數(shù)據(jù)提供個(gè)性化的健身建議和目標(biāo)設(shè)定。四、設(shè)計(jì)題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）設(shè)計(jì)一個(gè)線段樹結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)給定整數(shù)數(shù)組的區(qū)間查詢（求和、求最大值