蘇州大學(xué)《數(shù)據(jù)科學(xué)導(dǎo)論》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《數(shù)據(jù)科學(xué)導(dǎo)論》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20個小題，每小題2分，共40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、考慮一個計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的路由表存儲，其中包含目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)地址和對應(yīng)的下一跳信息。為了能夠快速查找路由表以確定數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)路徑，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最合適的？（）A.二叉樹，按地址大小排序存儲B.哈希表，通過地址計算索引C.鏈表，順序存儲路由信息D.Trie樹（字典樹），高效匹配網(wǎng)絡(luò)地址2、設(shè)計一個基于無線射頻識別（RFID）的倉庫管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對貨物的自動識別、入庫、出庫和庫存管理。3、設(shè)計一個基于Zigbee技術(shù)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，實現(xiàn)環(huán)境參數(shù)的采集和傳輸，描述節(jié)點的硬件結(jié)構(gòu)和軟件通信協(xié)議。4、設(shè)計一個基于FPGA的數(shù)字信號調(diào)制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)ASK、FSK、PSK等調(diào)制方式。5、設(shè)計一個基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能電表抄表系統(tǒng)，實現(xiàn)遠(yuǎn)程自動抄表和數(shù)據(jù)管理。6、設(shè)計一個基于STM32的智能車載系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)導(dǎo)航、多媒體播放和車輛狀態(tài)監(jiān)測等功能，描述系統(tǒng)的硬件架構(gòu)和軟件實現(xiàn)。7、設(shè)計一個±5V轉(zhuǎn)±3.3V的DC-DC電源變換電路，輸出電流不小于0.3A，給出原理圖和PCB布局。8、設(shè)計一個高頻變壓器，工作頻率在100kHz，輸入電壓為24V，輸出電壓為12V/5A，給出變壓器參數(shù)計算和繞制方法。9、設(shè)計一個低通濾波器電路，截止頻率為1kHz，通帶增益為0dB，阻帶衰減不小于40dB，用于濾除高頻噪聲。10、在一個有序數(shù)組中，使用二分查找查找一個特定元素，如果查找失敗，最終比較次數(shù)與數(shù)組長度n的關(guān)系是：（）A.比較次數(shù)小于等于log?(n+1)B.比較次數(shù)等于nC.比較次數(shù)小于等于n/2D.比較次數(shù)小于等于n-111、設(shè)計一個無線充電器電路，能夠為手機(jī)、平板電腦等設(shè)備進(jìn)行無線充電，充電功率為5W。12、設(shè)計一個基于藍(lán)牙5.0的音頻傳輸系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)高品質(zhì)音頻無線傳輸，給出系統(tǒng)架構(gòu)和藍(lán)牙協(xié)議配置。13、哈希表是一種用于快速查找的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。對于哈希表的性能，以下描述哪一項是不正確的？（）A.哈希函數(shù)的設(shè)計直接影響哈希表的性能，好的哈希函數(shù)可以減少沖突B.處理哈希沖突的方法有開放尋址法和鏈地址法等C.哈希表的查找、插入和刪除操作的平均時間復(fù)雜度均為O(1)D.哈希表的性能不受表的裝填因子的影響，裝填因子可以任意取值14、基于通信協(xié)議設(shè)計一個網(wǎng)絡(luò)通信接口，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的可靠傳輸和錯誤檢測，說明協(xié)議的選擇和實現(xiàn)過程。15、在樹的存儲結(jié)構(gòu)中，除了二叉樹，還有多叉樹。假設(shè)一個多叉樹的每個節(jié)點的孩子節(jié)點數(shù)量不確定，以下哪種存儲方式可能更靈活（）A.雙親表示法B.孩子表示法C.孩子兄弟表示法D.以上方式都不靈活16、棧是一種特殊的線性表，具有特定的操作規(guī)則。以下關(guān)于棧的特點的描述，錯誤的是：（）A.棧遵循先進(jìn)后出的原則B.棧的插入和刪除操作只能在棧頂進(jìn)行C.可以用數(shù)組或鏈表來實現(xiàn)棧D.棧中的元素必須按照從小到大的順序排列17、在樹結(jié)構(gòu)中，二叉樹是一種重要的類型。假設(shè)我們正在研究一個滿二叉樹。以下關(guān)于二叉樹的描述，哪一項是不準(zhǔn)確的？（）A.滿二叉樹的葉子節(jié)點都在同一層，且非葉子節(jié)點都有兩個子節(jié)點B.二叉樹的遍歷方式包括前序遍歷、中序遍歷和后序遍歷，它們的時間復(fù)雜度相同C.二叉查找樹的左子樹中的節(jié)點值均小于根節(jié)點值，右子樹中的節(jié)點值均大于根節(jié)點值D.平衡二叉樹在插入和刪除節(jié)點時不需要進(jìn)行調(diào)整，始終保持平衡狀態(tài)18、設(shè)計一個基于CPLD的邏輯控制電路，實現(xiàn)特定的邏輯功能，包括電路設(shè)計和功能仿真。19、根據(jù)數(shù)字信號處理知識，設(shè)計一個音頻均衡器的自動調(diào)整系統(tǒng)，根據(jù)音頻內(nèi)容自動優(yōu)化頻率響應(yīng)。20、設(shè)計一個基于運(yùn)放的求和放大器電路，能夠?qū)崿F(xiàn)多個輸入信號的求和運(yùn)算，增益可調(diào)。二、簡答題（本大題共3個小題，共15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個頂點的無向圖，如何使用廣度優(yōu)先搜索算法計算頂點的度？3、（本題5分）論述跳表在大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲中的可擴(kuò)展性和性能評估。三、設(shè)計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計一個程序，在給定帶權(quán)有向圖中計算源點到所有頂點的最長路徑長度，輸出長度。2、（本題5分）設(shè)計一個程序，使用合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲一個在線音樂平臺的用戶聽歌時長統(tǒng)計信息，支持按歌曲和用戶進(jìn)行統(tǒng)計。3、（本題5分）比較AVL樹和紅黑樹在大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲中的適用性，設(shè)計實驗評估。4、（本題5分）設(shè)計一個算法，實現(xiàn)二叉搜索樹中序遍歷的非遞歸方式，分析其與遞歸方式的性能差異。5、（本題5分）利用小根堆實現(xiàn)一個優(yōu)先級隊列，用于處理醫(yī)院中患者的就診優(yōu)先級，能夠插入新患者和取出優(yōu)先級最高的患者。四、綜合題（本大題共2個小題，共20分)1、（本題10分）一個在線健身課程平臺需要管理課程視頻、學(xué)員的學(xué)習(xí)進(jìn)度、打卡記錄和教練評價。設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來優(yōu)化用戶體驗和課程管理。2、（本題10分）某公司的員工管理系統(tǒng)需要存儲員工的基本信息，