北京中醫(yī)藥大學《數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)庫》2023-2024學年第二學期期末試卷

學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁北京中醫(yī)藥大學《數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)庫》

2023-2024學年第二學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25個小題，每小題1分，共25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、選擇排序是另一種基本的排序算法。以下關(guān)于選擇排序的說法，錯誤的是：（）A.選擇排序每次從待排序序列中選擇最小（或最大）的元素，放到已排序序列的末尾B.選擇排序在最壞情況下的時間復(fù)雜度為O(n^2)C.選擇排序是一種不穩(wěn)定的排序算法D.選擇排序的空間復(fù)雜度較低2、哈夫曼樹是一種最優(yōu)二叉樹，常用于數(shù)據(jù)壓縮。以下關(guān)于哈夫曼樹的特點，錯誤的是（）A.帶權(quán)路徑長度最小B.沒有度為1的節(jié)點C.權(quán)值越大的節(jié)點離根節(jié)點越近D.哈夫曼樹的構(gòu)建過程是唯一的3、設(shè)計一個基于Zynq的異構(gòu)計算平臺，實現(xiàn)圖像處理和數(shù)據(jù)加密等功能，給出硬件架構(gòu)和軟件編程模型。4、當使用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)緩存時，LRU（LeastRecentlyUsed）策略是一種常見的淘汰算法。假設(shè)一個緩存容量有限，需要不斷替換元素。以下關(guān)于LRU策略的實現(xiàn)，哪個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最適合的（）A.棧B.隊列C.哈希表D.雙向鏈表5、設(shè)計一個基于運算放大器的電壓比較器電路，能夠比較兩個輸入電壓的大小，并輸出相應(yīng)的高低電平信號。6、利用數(shù)字邏輯電路設(shè)計一個數(shù)字電壓表，能夠測量直流電壓并以數(shù)字形式顯示，給出測量精度和量程。7、對于一個需要快速計算一個字符串的所有子串的問題，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.后綴數(shù)組和相關(guān)算法B.前綴樹和遍歷C.鏈表和字符串操作D.數(shù)組和循環(huán)8、設(shè)計一個基于數(shù)字溫度傳感器的溫度控制系統(tǒng)，通過控制加熱或制冷設(shè)備，使環(huán)境溫度保持在設(shè)定范圍內(nèi)。9、設(shè)計一個智能安防監(jiān)控系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)視頻監(jiān)控、入侵檢測和報警功能，給出系統(tǒng)的硬件架構(gòu)和軟件實現(xiàn)方案。10、利用集成電路設(shè)計方法，設(shè)計一款用于音頻播放設(shè)備的音頻功率放大器芯片，具備高效率和低失真的特性。11、樹是一種非線性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，具有層次關(guān)系。以下關(guān)于樹的描述，不正確的是：（）A.二叉樹的每個節(jié)點最多有兩個子節(jié)點，分為左子節(jié)點和右子節(jié)點B.二叉搜索樹的左子樹中的節(jié)點值小于根節(jié)點值，右子樹中的節(jié)點值大于根節(jié)點值，便于快速查找、插入和刪除C.平衡二叉樹通過自動調(diào)整保持樹的平衡，提高了查找效率，但插入和刪除操作相對復(fù)雜D.樹的遍歷方式包括前序遍歷、中序遍歷和后序遍歷，且每種遍歷方式的時間復(fù)雜度都是相同的，與樹的結(jié)構(gòu)無關(guān)12、設(shè)計一個基于51單片機的智能安防系統(tǒng)，能夠檢測門窗的開關(guān)狀態(tài)、人體紅外信號，并通過GSM模塊發(fā)送報警短信。13、設(shè)計一個基于單片機的溫度控制系統(tǒng)，能夠?qū)崟r監(jiān)測環(huán)境溫度，并通過控制加熱或制冷設(shè)備將溫度穩(wěn)定在設(shè)定范圍內(nèi)，給出硬件電路和軟件程序設(shè)計。14、設(shè)計一個基于單片機的智能車庫照明系統(tǒng)，根據(jù)車輛進出自動控制燈光的開啟和關(guān)閉。15、根據(jù)傳感器原理，設(shè)計一個用于智能家居的人體紅外感應(yīng)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)自動開燈、關(guān)空調(diào)等智能控制。16、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17、利用電力電子技術(shù)設(shè)計一個不間斷電源（UPS）系統(tǒng)，在市電中斷時能夠為負載提供持續(xù)的電力供應(yīng)。18、根據(jù)模擬電路理論，設(shè)計一個用于醫(yī)療設(shè)備的生物電信號放大器，能夠放大微弱的生物電信號，如心電、腦電等。19、設(shè)計一個基于藍牙5.0技術(shù)的智能家居設(shè)備組網(wǎng)系統(tǒng)，實現(xiàn)設(shè)備之間的互聯(lián)互通和協(xié)同工作。20、在鏈表這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，每個節(jié)點包含數(shù)據(jù)和指向下一個節(jié)點的指針。假設(shè)存在一個單向鏈表，包含元素10、20、30、40、50，其中頭節(jié)點存儲的值為10。如果要刪除值為30的節(jié)點，需要對鏈表進行相應(yīng)的操作。以下哪種操作步驟是正確的？（）A.從頭節(jié)點開始遍歷，找到值為30的節(jié)點，將其直接刪除B.從頭節(jié)點開始遍歷，找到值為30的節(jié)點，將其前一個節(jié)點的指針指向其后一個節(jié)點C.從尾節(jié)點開始遍歷，找到值為30的節(jié)點，將其刪除D.無需遍歷，直接刪除值為30的節(jié)點21、鏈表也是一種常見的線性表結(jié)構(gòu)。假設(shè)我們正在使用一個單向鏈表。以下關(guān)于鏈表的描述，哪一項是不正確的？（）A.鏈表在插入和刪除元素時，只需修改相關(guān)節(jié)點的指針，操作較為靈活B.單向鏈表只能從表頭向表尾方向遍歷，無法反向遍歷C.鏈表的存儲空間不需要連續(xù)，可以充分利用零散的內(nèi)存空間D.鏈表的查找操作需要從頭節(jié)點依次遍歷，效率相對較低22、運用通信網(wǎng)絡(luò)原理，設(shè)計一個智能物流倉儲管理系統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)方案，實現(xiàn)貨物的實時定位和信息傳輸。23、設(shè)計一個射頻電路中的功率放大器，工作在特定頻段，具有較高的輸出功率和效率，進行穩(wěn)定性分析。24、利用數(shù)字電路技術(shù)，設(shè)計一個智能電梯群控系統(tǒng)，優(yōu)化多部電梯的運行調(diào)度，提高運輸效率。25、設(shè)計一個基于UWB技術(shù)的室內(nèi)定位系統(tǒng)，定位精度達到厘米級，說明系統(tǒng)組成和定位算法。二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）論述如何在一個有向圖中計算強連通分量，給出具體的算法步驟。2、（本題5分）解釋二叉搜索樹的概念和特點，分析其查找、插入和刪除操作的時間復(fù)雜度，并討論如何保持其平衡性。3、（本題5分）描述二叉樹的遍歷算法在二叉樹的路徑總和問題、節(jié)點間最大距離問題中的應(yīng)用。4、（本題5分）論述在一個具有n個頂點的無向圖中，如何使用廣度優(yōu)先搜索算法來生成連通分量。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，使用快速排序算法對一個有向圖的強連通分量進行排序。2、（本題5分）設(shè)計一個程序，實現(xiàn)對二叉搜索樹的平衡調(diào)整，當輸入的二叉搜索樹不平衡時進行調(diào)整并展示結(jié)果。3、（本題5分）設(shè)計一個算法，利用二叉搜索樹存儲員工的考勤記錄，能夠快速查找特定時間段的考勤情況。4、（本題5分）使用雙向鏈表和平衡二叉樹的結(jié)合，設(shè)計一個程序，實現(xiàn)對學生綜合成績的管理，包括成績的錄入、查詢和排名。5、（本題5分）設(shè)計一個算法，在給定的帶權(quán)有向圖中計算兩個頂點之間的次短路徑，輸出路徑和長度。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）某電商平臺的促銷活動規(guī)則管理系統(tǒng)需要定義不同的促銷活動類型、適用商品、優(yōu)惠條件、活動時間等。設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲和管理促銷活動規(guī)則，支持活動的創(chuàng)建、修改、刪除和查詢，能夠準確計算商品在活動中的優(yōu)惠價格。2、（本題10分）假設(shè)一個視頻網(wǎng)站需要存儲大量的視頻信息和用戶的觀看記錄，視頻信息包括視頻ID、視頻名稱、時長、上傳者、分類等，觀看記錄包括用戶ID、視頻I