上饒衛(wèi)生健康職業(yè)學院《數(shù)據(jù)科學與工程》2023-2024學年第二學期期末試卷

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《數(shù)據(jù)科學與工程》2023-2024學年第二學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、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、設計一個音頻濾波器數(shù)字控制與自動切換電路，能夠通過數(shù)字信號處理器（DSP）精確控制濾波器參數(shù)，并根據(jù)輸入音頻信號自動切換濾波器。2、設計一個通信系統(tǒng)信道編碼的性能評估方案，包括不同編碼方式的誤碼率測試和糾錯能力分析。3、設計一個基于FPGA的圖像處理系統(tǒng)，實現(xiàn)圖像的邊緣檢測和增強功能，給出硬件設計和仿真結(jié)果。4、設計一個基于LoRa技術(shù)的遠距離無線傳輸系統(tǒng)，傳輸距離不小于5公里，數(shù)據(jù)傳輸速率不低于1kbps，說明系統(tǒng)架構(gòu)和網(wǎng)絡配置。5、假設在一個算法競賽中，需要在有限的時間內(nèi)解決一個涉及大量數(shù)據(jù)處理和復雜邏輯的問題。在選擇數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時，以下哪個因素通常是最關(guān)鍵的考慮因素？（）A.空間復雜度B.時間復雜度C.代碼實現(xiàn)的難度D.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的通用性6、運用電子信息工程知識，設計一個智能電網(wǎng)的分布式能源管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對太陽能、風能等分布式能源的有效整合和管理。7、設計一個基于單片機的智能煙霧報警器系統(tǒng)，能夠?qū)崟r監(jiān)測環(huán)境中的煙霧濃度，當濃度超過設定閾值時發(fā)出聲光報警，并通過GSM模塊發(fā)送報警短信。8、利用通信技術(shù)，設計一個無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點，能夠采集環(huán)境數(shù)據(jù)并通過無線網(wǎng)絡將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絽R聚節(jié)點。9、樹是一種重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，具有層次關(guān)系。在二叉樹中，以下關(guān)于遍歷方式的描述中，不正確的是（）A.前序遍歷是先訪問根節(jié)點，然后遍歷左子樹，最后遍歷右子樹B.中序遍歷是先遍歷左子樹，然后訪問根節(jié)點，最后遍歷右子樹C.后序遍歷是先遍歷左子樹，然后遍歷右子樹，最后訪問根節(jié)點D.無論采用哪種遍歷方式，得到的結(jié)果都是唯一的10、設計一個基于FPGA的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，能夠采集高速的模擬或數(shù)字信號，給出硬件設計和數(shù)據(jù)處理方法。11、設計一個音頻放大器功率擴展電路，能夠增加放大器的輸出功率，滿足更大功率的音頻播放需求。12、設計一個4G通信模塊的接口電路，能夠?qū)崿F(xiàn)與微處理器的通信，詳細說明硬件連接和通信協(xié)議。13、設計一個基于鎖相環(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。14、設計一個用于新能源汽車電池管理的均衡電路，提高電池組的使用壽命和性能，給出電路原理和控制策略。15、設計一個基于模擬積分器的積分型模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC），分析其轉(zhuǎn)換精度和速度。16、設計一個溫度傳感器網(wǎng)絡數(shù)據(jù)分析電路，能夠?qū)囟葌鞲衅骶W(wǎng)絡采集的數(shù)據(jù)進行分析和處理，并且具有預警功能。17、運用電子信息工程知識，設計一個智能交通信號燈自適應控制系統(tǒng)，根據(jù)實時交通流量調(diào)整信號燈時間。18、設計一個基于單片機的電子秤系統(tǒng)，能夠測量物體的重量，并具有去皮、計價等功能。19、設計一個簡單的電力線通信系統(tǒng)，能夠在電力線上實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，包括調(diào)制解調(diào)電路和通信協(xié)議。20、在一個算法中，需要頻繁地在一個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)能夠最有效地實現(xiàn)這個功能？（）A.冒泡排序后的數(shù)組B.插入排序后的數(shù)組C.鏈表，逐個節(jié)點插入D.二叉搜索樹，自動調(diào)整保持有序二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）深入分析在一個具有n個頂點和e條邊的無向圖中，采用鄰接矩陣和鄰接表存儲時的空間復雜度，并舉例說明在何種情況下選擇哪種存儲方式更優(yōu)。2、（本題5分）對于一個用哈希表存儲的整數(shù)集合，解釋如何實現(xiàn)集合的交集、并集和差集運算，給出算法思路和時間復雜度分析。3、（本題5分）對于一個具有n個元素的數(shù)組，如何使用希爾排序算法選擇合適的初始增量？三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設計一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，用于管理一個圖書館的圖書分類信息，能夠?qū)崿F(xiàn)圖書分類的添加、刪除、修改和查詢功能。2、（本題5分）設計一個算法，在一個有向圖中找出距離指定頂點最遠的頂點。3、（本題5分）設計伸展樹的查找操作，分析其在不同數(shù)據(jù)分布下的性能表現(xiàn)。4、（本題5分）設計一個算法，在字符串中查找最長不重復子串，輸出子串和長度。5、（本題5分）設計一個算法，在一個無向圖中找出所有長度為k的環(huán)。四、綜合題（本大題共2個小題，共20分)1、（本題10分）一個在線學習平臺需要管理課程信息，包括課程編號、課程名稱、授課教師、課程簡介、選課人數(shù)等。平臺要實現(xiàn)快速查找特定課程、按照選課人數(shù)對課程進行排序、新增和刪除課程，以及修改課程信息的功能。請設計相應的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，并給出完整的代碼實現(xiàn)，同時討論其時間和空間效率。2、（本題10分）某在線購物平臺的優(yōu)惠券管理系統(tǒng)需要記錄優(yōu)惠券信息、發(fā)放記錄和使用記錄。優(yōu)惠券信息包括優(yōu)惠券ID、優(yōu)惠