石家莊城市經(jīng)濟(jì)職業(yè)學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法分析》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頁石家莊城市經(jīng)濟(jì)職業(yè)學(xué)院

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法分析》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批閱人一、單選題（本大題共30個小題，每小題1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(shè)計一個數(shù)字圖像處理中的圖像壓縮質(zhì)量評估系統(tǒng)，包括客觀和主觀評估指標(biāo)的測量。2、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化中，有多種方法可以提高性能。假設(shè)我們正在優(yōu)化一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。以下關(guān)于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的描述，哪一項是不準(zhǔn)確的？（）A.選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法是優(yōu)化的基礎(chǔ)B.利用緩存局部性原理可以提高數(shù)據(jù)訪問的效率C.過度的優(yōu)化可能會導(dǎo)致代碼的復(fù)雜性增加，反而降低了可維護(hù)性D.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化只需要考慮時間復(fù)雜度的降低，空間復(fù)雜度可以忽略3、B樹和B+樹常用于數(shù)據(jù)庫和文件系統(tǒng)中。假設(shè)我們正在分析一個B樹的結(jié)構(gòu)。以下關(guān)于B樹和B+樹的描述，哪一項是不準(zhǔn)確的？（）A.B樹的階數(shù)越大，樹的高度越小，查找效率越高B.B+樹的所有葉子節(jié)點通過指針連接成一個鏈表，便于范圍查詢C.B樹和B+樹在插入和刪除節(jié)點時，都需要進(jìn)行分裂和合并操作來保持樹的結(jié)構(gòu)D.B樹和B+樹只適用于數(shù)據(jù)量較小的情況，對于大規(guī)模數(shù)據(jù)不適用4、利用數(shù)字電路技術(shù)，設(shè)計一個銀行自動取款機(jī)的控制系統(tǒng)，實現(xiàn)取款、存款、轉(zhuǎn)賬等功能。5、設(shè)計一個基于DSP的圖像壓縮系統(tǒng)，實現(xiàn)對圖像數(shù)據(jù)的高效壓縮，給出系統(tǒng)的硬件實現(xiàn)和算法優(yōu)化。6、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的教學(xué)中，案例分析是一種有效的方法。以下關(guān)于案例分析的描述，不準(zhǔn)確的是：（）A.選擇實際的應(yīng)用案例，如學(xué)生成績管理系統(tǒng)、圖書管理系統(tǒng)等，展示數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用B.通過對案例的分析，讓學(xué)生理解如何根據(jù)需求選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法C.案例分析可以幫助學(xué)生將抽象的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)概念與具體的問題解決聯(lián)系起來D.案例分析只適用于簡單的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，對于復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法不適用7、設(shè)計一個音頻分頻器電路，將音頻信號分為高音、中音和低音，給出電路結(jié)構(gòu)和元件參數(shù)計算。8、設(shè)計一個基于單片機(jī)的太陽能充電控制器，能夠?qū)崿F(xiàn)對太陽能電池板的最大功率跟蹤和蓄電池的充電管理。9、設(shè)計一個數(shù)字信號處理器（DSP）音頻與視頻處理電路，能夠同時實現(xiàn)音頻和視頻的處理功能，如音頻混音和視頻壓縮等。10、設(shè)計一個基于藍(lán)牙技術(shù)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，能夠采集環(huán)境溫度、濕度和光照等信息，并將數(shù)據(jù)發(fā)送到手機(jī)終端，說明節(jié)點的硬件設(shè)計和軟件流程。11、設(shè)計一個基于DSP的語音識別系統(tǒng)，能夠識別特定的語音指令，給出算法原理和代碼實現(xiàn)。12、利用數(shù)字邏輯電路設(shè)計一個數(shù)字頻率合成器，能夠產(chǎn)生高精度、高穩(wěn)定性的頻率信號。13、設(shè)計一個基于藍(lán)牙和傳感器的智能環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，監(jiān)測溫度、濕度、光照等環(huán)境參數(shù)。14、設(shè)計一個簡單的數(shù)字通信系統(tǒng)的同步模塊，實現(xiàn)位同步、幀同步等功能，闡述同步模塊的設(shè)計和性能測試。15、在圖的遍歷算法中，深度優(yōu)先搜索和廣度優(yōu)先搜索是兩種基本方法。以下關(guān)于深度優(yōu)先搜索的描述，不正確的是（）A.采用棧來實現(xiàn)B.可能會出現(xiàn)重復(fù)訪問節(jié)點的情況C.對于連通圖，能遍歷到所有節(jié)點D.可以用于求解圖的連通分量16、利用數(shù)字電路技術(shù)，設(shè)計一個地鐵自動檢票系統(tǒng)，實現(xiàn)車票驗證、扣費和閘機(jī)控制功能。17、設(shè)計一個基于單片機(jī)的電子秤系統(tǒng)，能夠測量物體的重量，并具有去皮、計價等功能。18、在一個循環(huán)隊列中，隊頭指針指向隊頭元素的前一個位置，隊尾指針指向隊尾元素。假設(shè)隊列的最大容量為10，當(dāng)前隊頭指針為5，隊尾指針為8。此時，如果進(jìn)行入隊操作，新元素應(yīng)該存儲在哪個位置？（）A.9B.0C.8D.719、在圖的存儲結(jié)構(gòu)中，鄰接多重表主要用于無向圖的存儲。對于鄰接多重表的特點，以下描述哪一項是不正確的？（）A.鄰接多重表能夠減少在無向圖中存儲邊時的冗余信息B.便于對邊進(jìn)行刪除和插入操作C.鄰接多重表的空間復(fù)雜度比鄰接表低D.鄰接多重表在查找邊的信息時效率比鄰接矩陣高20、設(shè)計一個數(shù)字信號調(diào)制解調(diào)多模式電路，能夠支持多種調(diào)制解調(diào)方式，提高通信的靈活性。21、設(shè)計一個基于Arduino的智能寵物喂食器，能夠根據(jù)設(shè)定的時間和食量自動為寵物投放食物，并通過手機(jī)APP進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和監(jiān)控。22、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的性能評估中，時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度是重要的指標(biāo)，以下關(guān)于它們的說法，錯誤的是：（）A.時間復(fù)雜度反映了算法執(zhí)行所需的時間與輸入規(guī)模之間的關(guān)系B.空間復(fù)雜度反映了算法執(zhí)行所需的存儲空間與輸入規(guī)模之間的關(guān)系C.優(yōu)先考慮時間復(fù)雜度較低的算法，空間復(fù)雜度可以忽略不計D.對于一些特殊的應(yīng)用場景，可能需要在時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度之間進(jìn)行權(quán)衡23、設(shè)計一個基于藍(lán)牙的無線鍵盤，能夠與計算機(jī)或移動設(shè)備進(jìn)行無線連接，實現(xiàn)按鍵輸入功能。24、在排序算法中，冒泡排序是一種簡單的排序方法。以下關(guān)于冒泡排序的說法，不正確的是：（）A.冒泡排序通過反復(fù)比較相鄰元素并交換位置，將最大（或最?。┰刂鸩健案　钡綌?shù)組的一端B.冒泡排序在最好情況下的時間復(fù)雜度為O(n)，在最壞情況下的時間復(fù)雜度為O(n^2)C.冒泡排序是一種穩(wěn)定的排序算法，即相同元素的相對順序在排序前后保持不變D.冒泡排序的空間復(fù)雜度較高，需要額外的大量存儲空間25、設(shè)計一個太陽能充電控制器，能夠?qū)?2V的蓄電池進(jìn)行充電管理，實現(xiàn)過充、過放保護(hù)，描述電路原理和控制策略。26、在一個需要頻繁合并和查找集合元素所屬集合的場景中，例如在圖像處理中合并相似的區(qū)域，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最適合的？（）A.并查集，能夠高效地進(jìn)行集合的合并和查找B.二叉搜索樹，主要用于元素的查找和排序C.圖，用于表示復(fù)雜的關(guān)系，對于簡單的集合操作可能過于復(fù)雜D.鏈表，合并和查找操作效率較低27、對于一個經(jīng)常需要在頭部和尾部進(jìn)行插入和刪除操作的線性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，假設(shè)我們正在設(shè)計一個程序來管理一個排隊系統(tǒng)。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)最為合適？（）A.棧B.隊列C.雙端隊列D.循環(huán)隊列28、設(shè)計一個基于鎖相環(huán)的頻率跟蹤系統(tǒng)，能夠?qū)崟r跟蹤輸入信號的頻率變化，并輸出與之同步的信號。29、基于通信協(xié)議的自適應(yīng)調(diào)整技術(shù)設(shè)計一個動態(tài)網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，能夠根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀況自動優(yōu)化傳輸參數(shù)。30、設(shè)計一個數(shù)字信號發(fā)生器擴(kuò)展電路，能夠增加信號發(fā)生器的輸出信號類型和參數(shù)調(diào)節(jié)范圍，并且具有脈沖寬度調(diào)制功能。二、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一個在線心理咨詢平臺需要管理咨詢師信息、咨詢案例、用戶問題和咨詢記錄等。設(shè)計一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲這些信息，支持咨詢師的注冊和信息管理，咨詢案例的分類和存儲，用戶問題的提交和咨詢記錄的保存，并能夠保護(hù)用戶隱私和提供咨詢效果的評估。2、（本題5分）一個學(xué)校的教師教學(xué)評價管理系統(tǒng)需要存儲教師評價信息，如教師編號、教師姓名、評價課程、評價分?jǐn)?shù)、評價內(nèi)容等。系統(tǒng)要能夠快速查找特定教師的評價、按照評價分?jǐn)?shù)對教師進(jìn)行排序、新增評價、修改評價以及刪除評價。請設(shè)計合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，并給出代碼實現(xiàn)和性能分析。3、（本題5分）一個在線購物車系統(tǒng)需要管理商品信息，包括商品編號、商品名稱、商品數(shù)量、商品單價、總價等。系統(tǒng)要能夠快速計算購物車總價、按照商品單價對商品進(jìn)行排序、添加商品、修改商品數(shù)量、刪除商品。請設(shè)計合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，并提供代碼實現(xiàn)和性能分析。4、（本題5分）在一個在線論壇的帖子管理系統(tǒng)中，帖子有不同的主題、發(fā)布者、發(fā)布時間、回復(fù)數(shù)量等屬性。設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲帖子信息，支持帖子的發(fā)布、刪除、置頂、加精等操作，能夠快速按主題、發(fā)布時間、回復(fù)數(shù)量等條件對帖子進(jìn)行排序和查詢。5、（本題5分）一個城市的公共交通系統(tǒng)需要實時跟蹤公交車的位置和行駛路線，為乘客提供準(zhǔn)確的到站時間預(yù)測。設(shè)計一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，能夠高效地處理車輛位置信息，計算到站時間。三、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）深入探討在一個具有n個元素的二叉搜索樹中，如何刪除一個值為x且有兩個子節(jié)點的節(jié)點。2、（本題5分）對于一個具有n個元素的數(shù)組，如何使用歸并排序算法實現(xiàn)非遞歸的版本？3、（本題5分）論述在二叉搜索樹的迭代器實現(xiàn)中，如何按照中序遍歷的順序訪問節(jié)點。4、（本題5分）詳細(xì)說明如何對一個平衡