東華大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

自覺(jué)遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密自覺(jué)遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密封線第1頁(yè)，共3頁(yè)東華大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用》

2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共30個(gè)小題，每小題1分，共30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、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用中，假設(shè)需要存儲(chǔ)和操作一個(gè)學(xué)生成績(jī)的集合，并且能夠快速查找某個(gè)學(xué)生的成績(jī)、計(jì)算平均成績(jī)等操作。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最合適的（）A.棧B.隊(duì)列C.二叉搜索樹(shù)D.哈希表2、設(shè)計(jì)一個(gè)無(wú)線通信中的頻譜感知性能評(píng)估系統(tǒng)，包括檢測(cè)概率和虛警概率等指標(biāo)。3、在一個(gè)大型電商網(wǎng)站的數(shù)據(jù)庫(kù)中，需要存儲(chǔ)和快速查找商品的信息，包括商品編號(hào)、名稱、價(jià)格、庫(kù)存數(shù)量等。為了實(shí)現(xiàn)高效的查找和操作，選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)至關(guān)重要。假設(shè)需要頻繁地根據(jù)商品編號(hào)查找商品的詳細(xì)信息，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最合適的？（）A.鏈表，便于動(dòng)態(tài)插入和刪除元素B.數(shù)組，支持隨機(jī)訪問(wèn)C.二叉搜索樹(shù)，查找效率較高D.哈希表，能夠快速定位特定鍵的值4、設(shè)計(jì)一個(gè)基于Wi-Fi6的無(wú)線局域網(wǎng)（WLAN）系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)高速穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)連接，給出系統(tǒng)組成和關(guān)鍵技術(shù)。5、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字信號(hào)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。6、利用電力電子技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)交流-直流變換器（AC-DCConverter），實(shí)現(xiàn)將交流電源轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的直流電源輸出。7、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字電位器和運(yùn)放的音頻增益自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，根據(jù)輸入信號(hào)強(qiáng)度自動(dòng)調(diào)整增益。8、利用電力電子技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的功率變換器，實(shí)現(xiàn)電能的穩(wěn)定輸出和并網(wǎng)。9、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙m(xù)esh技術(shù)的智能照明控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)多個(gè)燈具的分組控制和場(chǎng)景切換。10、在一個(gè)大小為n的數(shù)組中，使用二分查找算法查找一個(gè)特定元素，其時(shí)間復(fù)雜度為？（）A.O(n)B.O(logn)C.O(nlogn)D.O(n^2)11、設(shè)計(jì)一個(gè)高通濾波器電路，截止頻率為500Hz，通帶波紋小于0.5dB，阻帶衰減不小于30dB，輸入信號(hào)頻率范圍為0-1kHz。12、使用集成電路設(shè)計(jì)一個(gè)DAC轉(zhuǎn)換器，給出轉(zhuǎn)換分辨率和建立時(shí)間等性能指標(biāo)，并進(jìn)行電路設(shè)計(jì)和測(cè)試。13、設(shè)計(jì)一個(gè)基于計(jì)數(shù)器的定時(shí)器系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)定時(shí)啟動(dòng)、停止和定時(shí)時(shí)間的設(shè)定功能。14、設(shè)計(jì)一個(gè)基于Arduino的智能溫室控制系統(tǒng)，能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)溫室內(nèi)的溫度、濕度、光照強(qiáng)度和二氧化碳濃度，為植物生長(zhǎng)提供最佳環(huán)境。15、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙模塊的智能家居安防系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)門窗狀態(tài)、入侵情況，并向用戶發(fā)送報(bào)警信息。16、設(shè)計(jì)一個(gè)溫度傳感器校準(zhǔn)電路，能夠?qū)囟葌鞲衅鬟M(jìn)行校準(zhǔn)，提高測(cè)量精度。17、平衡二叉樹(shù)是為了改進(jìn)二叉搜索樹(shù)的性能而產(chǎn)生的。以下關(guān)于平衡二叉樹(shù)的描述，不正確的是（）A.它通過(guò)旋轉(zhuǎn)操作來(lái)保持樹(shù)的平衡，減少查找的時(shí)間復(fù)雜度B.平衡二叉樹(shù)的插入和刪除操作比二叉搜索樹(shù)更復(fù)雜C.任何情況下，平衡二叉樹(shù)的高度都不會(huì)超過(guò)log?n（n為節(jié)點(diǎn)數(shù)）D.平衡二叉樹(shù)在實(shí)際應(yīng)用中已經(jīng)完全取代了二叉搜索樹(shù)18、運(yùn)用通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)遠(yuǎn)程醫(yī)療手術(shù)示教系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)高清視頻和數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸。19、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ADC和DAC的模擬信號(hào)采集與回放系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬信號(hào)的采集、數(shù)字化處理和模擬回放功能。20、設(shè)計(jì)一個(gè)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能停車場(chǎng)管理系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)車位檢測(cè)、車輛引導(dǎo)和收費(fèi)管理等功能。21、設(shè)計(jì)一個(gè)使用硬件描述語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)數(shù)字邏輯功能的模塊，如狀態(tài)機(jī)，進(jìn)行功能仿真和綜合。22、設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)字時(shí)鐘電路，要求能夠顯示小時(shí)、分鐘和秒，并且具有設(shè)置時(shí)間和鬧鐘功能。23、設(shè)計(jì)一個(gè)基于光纖通信的高速數(shù)據(jù)中心互聯(lián)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)大量數(shù)據(jù)的快速傳輸和低延遲。24、利用電力電子技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)太陽(yáng)能充電控制器，實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)能電池板輸出的電能進(jìn)行有效管理和存儲(chǔ)。25、利用射頻技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)與上位機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信和協(xié)議轉(zhuǎn)換。26、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字鑒相器，能夠測(cè)量?jī)蓚€(gè)輸入信號(hào)的相位差，精度達(dá)到1度，給出電路結(jié)構(gòu)和工作原理。27、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電壓表自動(dòng)量程切換與高精度測(cè)量電路，能夠根據(jù)輸入電壓自動(dòng)切換量程，并實(shí)現(xiàn)高精度的測(cè)量。28、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的圖像邊緣檢測(cè)系統(tǒng)，能夠?qū)斎氲幕叶葓D像進(jìn)行實(shí)時(shí)邊緣檢測(cè)，采用Sobel算子，給出硬件架構(gòu)和Verilog代碼實(shí)現(xiàn)。29、設(shè)計(jì)一個(gè)5V轉(zhuǎn)1.8V的DC-DC降壓轉(zhuǎn)換器，輸出電流不小于1A，效率達(dá)到90%以上，給出原理圖和元件選型。30、設(shè)計(jì)一個(gè)電源適配器，輸入為交流220V，輸出為直流5V/2A，具有過(guò)壓保護(hù)和短路保護(hù)功能，給出電路設(shè)計(jì)和變壓器參數(shù)計(jì)算。二、綜合題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）某旅游景點(diǎn)的門票預(yù)訂系統(tǒng)需要管理預(yù)訂信息，包括預(yù)訂編號(hào)、游客姓名、身份證號(hào)、預(yù)訂日期、門票類型、數(shù)量等。系統(tǒng)要支持快速查找特定預(yù)訂、按照預(yù)訂日期對(duì)預(yù)訂進(jìn)行排序、新增預(yù)訂、取消預(yù)訂以及修改預(yù)訂的門票數(shù)量。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)適用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，給出代碼實(shí)現(xiàn)，并分析其時(shí)間和空間性能。2、（本題5分）在一個(gè)在線考試系統(tǒng)中，需要管理考試科目、試題、考生答案和成績(jī)等信息。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)這些信息，實(shí)現(xiàn)考試科目的添加、刪除、查找和修改，試題的錄入和更新，考生答案的存儲(chǔ)和成績(jī)的計(jì)算，并能夠快速查詢考生的成績(jī)和排名。3、（本題5分）某公司的項(xiàng)目管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)項(xiàng)目信息，如項(xiàng)目編號(hào)、項(xiàng)目名稱、負(fù)責(zé)人、項(xiàng)目進(jìn)度、預(yù)算等。系統(tǒng)要能夠快速查找特定項(xiàng)目、按照項(xiàng)目進(jìn)度對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行排序、新增項(xiàng)目、修改項(xiàng)目信息以及結(jié)束項(xiàng)目。請(qǐng)選擇恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)說(shuō)明算法和代碼實(shí)現(xiàn)，以及性能分析。4、（本題5分）在一個(gè)大型在線游戲中，需要管理玩家的角色信息、裝備信息和游戲進(jìn)程。設(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)這些數(shù)據(jù)，使得能夠快速地查詢玩家狀態(tài)、更新裝備屬性，并處理大量玩家同時(shí)進(jìn)行的操作。5、（本題5分）一個(gè)在線游戲需要對(duì)玩家的游戲數(shù)據(jù)（如得分、等級(jí)、游戲時(shí)間等）進(jìn)行實(shí)時(shí)排序和更新?？紤]使用平衡二叉排序樹(shù)來(lái)存儲(chǔ)這些數(shù)據(jù)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）插入一個(gè)新玩家的數(shù)據(jù)；（2）刪除一個(gè)指定玩家的數(shù)據(jù)；（3）根據(jù)得分對(duì)玩家進(jìn)行降序排序；（4）更新某個(gè)玩家的游戲時(shí)間。分析算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。三、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）解釋如何在一個(gè)具有n個(gè)元素的循環(huán)鏈表中，進(jìn)行插入操作，并分析其時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。2、（本題5分）解釋在一個(gè)具有n個(gè)頂點(diǎn)的有向圖中，如何使用拓?fù)渑判蚺袛嗍欠翊嬖谟邢颦h(huán)，并分析其時(shí)間復(fù)雜度。3、（本題5分）對(duì)于一個(gè)二叉排序樹(shù)，解釋其定義和性質(zhì)，說(shuō)明如何進(jìn)行插入、刪除操作以保持二叉排序樹(shù)的特性，并分析這些操作的時(shí)間復(fù)雜度。4、（本題5分）在一個(gè)