山東外事職業(yè)大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及實(shí)驗(yàn)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

站名：站名：年級專業(yè)：姓名：學(xué)號：凡年級專業(yè)、姓名、學(xué)號錯(cuò)寫、漏寫或字跡不清者，成績按零分記?！堋狻€…………第1頁，共1頁山東外事職業(yè)大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及實(shí)驗(yàn)》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題2分，共40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、運(yùn)用通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)校園智能安防監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸和存儲(chǔ)。2、設(shè)計(jì)一個(gè)基于CPLD的數(shù)字邏輯電路，實(shí)現(xiàn)一個(gè)8位加法器和8位乘法器，給出硬件描述語言代碼和仿真結(jié)果。3、設(shè)計(jì)一個(gè)基于運(yùn)放的求和放大器電路，能夠?qū)崿F(xiàn)多個(gè)輸入信號的求和運(yùn)算，增益可調(diào)。4、利用模擬電路技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)用于醫(yī)療成像設(shè)備的高壓電源電路，提供穩(wěn)定的高電壓輸出。5、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙技術(shù)的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)短距離設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通信，給出系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)。6、考慮哈希表這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它通過哈希函數(shù)將鍵映射到存儲(chǔ)位置。假設(shè)需要快速查找和插入大量的數(shù)據(jù)，并且數(shù)據(jù)的分布比較均勻。以下關(guān)于哈希表的負(fù)載因子，哪個(gè)說法是正確的（）A.負(fù)載因子越大，哈希表的性能越好B.負(fù)載因子越小，哈希表的性能越好C.負(fù)載因子對哈希表的性能沒有影響D.負(fù)載因子應(yīng)根據(jù)具體情況選擇一個(gè)合適的值7、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙低能耗（BLE）技術(shù)的健康監(jiān)測設(shè)備，能夠采集人體生理參數(shù)（如心率、血壓等）并傳輸?shù)绞謾C(jī)端。8、利用模擬電路技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)用于數(shù)控機(jī)床的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的精確調(diào)速和位置控制。9、設(shè)計(jì)一個(gè)基于傳感器的智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測環(huán)境中的煙霧濃度和溫度，當(dāng)達(dá)到報(bào)警閾值時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警信號。10、設(shè)計(jì)一個(gè)基于運(yùn)算放大器的微分器電路，能夠?qū)斎胄盘栠M(jìn)行微分運(yùn)算，輸入信號頻率范圍為0-100Hz。11、堆是一種特殊的樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，常用于實(shí)現(xiàn)優(yōu)先隊(duì)列。在堆的操作中，以下描述錯(cuò)誤的是（）A.大根堆中，根節(jié)點(diǎn)的值大于其左右子節(jié)點(diǎn)的值B.小根堆中，根節(jié)點(diǎn)的值小于其左右子節(jié)點(diǎn)的值C.可以通過堆排序算法對數(shù)組進(jìn)行排序D.堆的插入和刪除操作時(shí)間復(fù)雜度為O(n)12、設(shè)計(jì)一個(gè)基于PLC的電梯控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)電梯的上升、下降、?？俊㈤_門、關(guān)門等功能，并具備超載報(bào)警和故障診斷功能。13、假設(shè)在一個(gè)算法競賽中，需要在有限的時(shí)間內(nèi)解決一個(gè)涉及大量數(shù)據(jù)處理和復(fù)雜邏輯的問題。在選擇數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時(shí)，以下哪個(gè)因素通常是最關(guān)鍵的考慮因素？（）A.空間復(fù)雜度B.時(shí)間復(fù)雜度C.代碼實(shí)現(xiàn)的難度D.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的通用性14、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字溫度計(jì)液位計(jì)數(shù)據(jù)傳輸電路，能夠?qū)囟扔?jì)液位計(jì)的測量數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程監(jiān)控中心進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。15、假設(shè)要開發(fā)一個(gè)文本編輯軟件，需要實(shí)現(xiàn)撤銷和重做功能，能夠記錄用戶的一系列操作并在需要時(shí)進(jìn)行回退或恢復(fù)。為了實(shí)現(xiàn)這一功能，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是最適合的？（）A.環(huán)形緩沖區(qū)B.棧C.隊(duì)列D.雙端隊(duì)列16、在哈希表的性能優(yōu)化中，處理哈希沖突是關(guān)鍵。以下關(guān)于哈希沖突處理方法的比較，錯(cuò)誤的是（）A.開放地址法在裝填因子較小時(shí)性能較好B.鏈地址法在處理沖突時(shí)不需要探查空閑位置C.開放地址法的空間利用率通常高于鏈地址法D.鏈地址法在刪除元素時(shí)比開放地址法更復(fù)雜17、在一個(gè)算法中，需要頻繁地在一個(gè)有序序列中插入新的元素，并保持序列的有序性。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)能夠最有效地實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能？（）A.冒泡排序后的數(shù)組B.插入排序后的數(shù)組C.鏈表，逐個(gè)節(jié)點(diǎn)插入D.二叉搜索樹，自動(dòng)調(diào)整保持有序18、根據(jù)傳感器技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)用于農(nóng)業(yè)的土壤濕度監(jiān)測系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測土壤濕度并自動(dòng)控制灌溉設(shè)備。19、設(shè)計(jì)一個(gè)基于DSP的數(shù)字濾波器，能夠?qū)σ纛l信號進(jìn)行低通濾波，截止頻率為2kHz，給出算法實(shí)現(xiàn)和代碼優(yōu)化。20、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻功率放大器，要求在一定負(fù)載下輸出較大功率，且具有良好的音質(zhì)，提供電路設(shè)計(jì)和性能測試。二、簡答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）詳細(xì)闡述如何在一個(gè)具有n個(gè)元素的雙向鏈表中，進(jìn)行高效的刪除操作，分析其時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。2、（本題5分）論述如何使用計(jì)數(shù)排序?qū)μ囟l件下的數(shù)組進(jìn)行排序，給出算法步驟和時(shí)間復(fù)雜度分析。3、（本題5分）詳細(xì)闡述在堆的調(diào)整過程中，如何保證堆的性質(zhì)在插入和刪除操作后仍然成立。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)哈希表程序，支持動(dòng)態(tài)擴(kuò)容和縮容，當(dāng)元素?cái)?shù)量超過一定閾值時(shí)自動(dòng)擴(kuò)容，刪除元素后空間利用率低時(shí)自動(dòng)縮容。2、（本題5分）基于字典樹和廣度優(yōu)先搜索算法，設(shè)計(jì)一個(gè)程序，在一個(gè)電商平臺(tái)的用戶關(guān)系網(wǎng)絡(luò)中找出用戶的推薦好友。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)算法，使用暴力匹配和KMP算法對兩個(gè)字符串進(jìn)行匹配，比較其效率。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，利用線段樹和堆的組合結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對一個(gè)動(dòng)態(tài)整數(shù)序列的實(shí)時(shí)中位數(shù)查詢。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，對一個(gè)無序的鏈表進(jìn)行快速排序。四、綜合題（本大題共2個(gè)小題，共20分)1、（本題10分）某高校的選課系統(tǒng)需要處理學(xué)生的選課操作，確保課程容量不超員，同時(shí)滿足學(xué)生的選課需求。設(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，實(shí)現(xiàn)選課過程的高效管理。2、（本題10分）一個(gè)在線購物車系統(tǒng)需要對用戶添加的商品進(jìn)行管理。商品信息包括商品