青島農(nóng)業(yè)大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)1》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

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《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)1》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)一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題2分，共40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、利用通信原理知識(shí)，設(shè)計(jì)一個(gè)無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，能夠在一定距離內(nèi)穩(wěn)定傳輸數(shù)字信號(hào)，具備抗干擾和糾錯(cuò)能力，且傳輸速率達(dá)到特定要求。2、設(shè)計(jì)一個(gè)基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的森林火災(zāi)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)并發(fā)出警報(bào)。3、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字濾波器的信號(hào)去噪系統(tǒng)，分析去噪效果和對(duì)原始信號(hào)的保真度。4、對(duì)于有向圖，其拓?fù)渑判蚴且环N重要的操作。以下關(guān)于拓?fù)渑判虻拿枋?，錯(cuò)誤的是（）A.結(jié)果不一定唯一B.可以用于判斷有向圖是否存在環(huán)C.若存在環(huán)，則無(wú)法進(jìn)行拓?fù)渑判駾.拓?fù)渑判虻慕Y(jié)果是一個(gè)有序的節(jié)點(diǎn)序列，反映了節(jié)點(diǎn)之間的先后關(guān)系5、動(dòng)態(tài)數(shù)組是一種可以動(dòng)態(tài)調(diào)整大小的數(shù)組。以下關(guān)于動(dòng)態(tài)數(shù)組的描述，錯(cuò)誤的是：（）A.動(dòng)態(tài)數(shù)組可以根據(jù)需要自動(dòng)增加或減少存儲(chǔ)空間B.動(dòng)態(tài)數(shù)組在插入元素時(shí)可能需要重新分配內(nèi)存C.動(dòng)態(tài)數(shù)組的實(shí)現(xiàn)通?；陟o態(tài)數(shù)組D.動(dòng)態(tài)數(shù)組的性能一定優(yōu)于靜態(tài)數(shù)組6、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)、組織數(shù)據(jù)的方式。在眾多的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，線性表是一種基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。線性表具有多種存儲(chǔ)方式，如順序存儲(chǔ)和鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)。順序存儲(chǔ)的線性表在插入和刪除元素時(shí)，可能會(huì)面臨較大的移動(dòng)操作。假設(shè)一個(gè)順序存儲(chǔ)的線性表已經(jīng)存儲(chǔ)了大量元素，現(xiàn)在需要在中間位置插入一個(gè)新元素，以下關(guān)于這種操作的描述，正確的是：（）A.插入操作的時(shí)間復(fù)雜度為O(1)B.插入操作的時(shí)間復(fù)雜度為O(n)C.插入操作無(wú)需移動(dòng)元素D.插入操作的時(shí)間復(fù)雜度與元素個(gè)數(shù)無(wú)關(guān)7、利用電子信息工程知識(shí)，設(shè)計(jì)一個(gè)智能家居安防系統(tǒng)，包括入侵檢測(cè)、火災(zāi)報(bào)警和遠(yuǎn)程監(jiān)控等功能。8、哈希表是一種用于快速查找的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。假設(shè)我們正在使用一個(gè)哈希表存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。以下關(guān)于哈希表的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.哈希函數(shù)用于將關(guān)鍵字映射到哈希表中的位置，理想情況下不同的關(guān)鍵字應(yīng)映射到不同的位置B.處理哈希沖突的常見(jiàn)方法有開(kāi)放地址法和鏈地址法C.哈希表的查找、插入和刪除操作的平均時(shí)間復(fù)雜度均為O(1)D.哈希表的性能不受哈希函數(shù)的選擇和表的裝填因子的影響9、設(shè)計(jì)一個(gè)帶通濾波器電路，中心頻率為1kHz，帶寬為200Hz，通帶波紋小于0.8dB，阻帶衰減不小于40dB，輸入信號(hào)頻率范圍為0-2kHz。10、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ZigBee技術(shù)的智能養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)養(yǎng)殖場(chǎng)內(nèi)的溫度、濕度、氨氣濃度等參數(shù)。11、設(shè)計(jì)一個(gè)基于LoRa技術(shù)的遠(yuǎn)距離無(wú)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(shuō)明系統(tǒng)架構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)配置。12、設(shè)計(jì)一個(gè)模擬電路，用于放大音頻信號(hào)，要求具有低噪聲、高增益和寬頻帶的特性，同時(shí)能夠?qū)斎胄盘?hào)進(jìn)行一定程度的濾波處理。13、在排序算法中，冒泡排序是一種簡(jiǎn)單的排序方法。關(guān)于冒泡排序的原理和特點(diǎn)，以下描述哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.冒泡排序通過(guò)反復(fù)比較相鄰的元素并交換位置，將最大的元素逐步“冒泡”到數(shù)組的末尾B.冒泡排序在最壞情況下的時(shí)間復(fù)雜度為O(n^2)，在最好情況下的時(shí)間復(fù)雜度為O(n)C.冒泡排序是一種穩(wěn)定的排序算法，即相同元素的相對(duì)順序在排序前后保持不變D.冒泡排序的空間復(fù)雜度為O(n)，需要額外的輔助空間來(lái)完成排序14、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）應(yīng)用電路，能夠?qū)崿F(xiàn)音頻信號(hào)的濾波、降噪等處理功能。15、考慮到一個(gè)分布式緩存系統(tǒng)，需要在多個(gè)節(jié)點(diǎn)之間同步數(shù)據(jù)，并處理節(jié)點(diǎn)的加入和離開(kāi)。為了實(shí)現(xiàn)可靠的數(shù)據(jù)同步和容錯(cuò)，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和技術(shù)可能會(huì)被用到？（）A.一致性哈希B.分布式鎖C.分布式事務(wù)D.分布式隊(duì)列16、設(shè)計(jì)一個(gè)溫度報(bào)警器電路，當(dāng)環(huán)境溫度超過(guò)設(shè)定值時(shí)，發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，報(bào)警溫度可設(shè)置。17、利用數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)一個(gè)電梯控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電梯的上下運(yùn)行、樓層停靠和超載檢測(cè)等功能。18、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻均衡器智能調(diào)節(jié)電路，能夠根據(jù)輸入音頻信號(hào)的特點(diǎn)自動(dòng)調(diào)節(jié)均衡器的參數(shù)，實(shí)現(xiàn)智能調(diào)節(jié)。19、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻放大器，采用D類(lèi)放大方式，效率達(dá)到90%以上，在8Ω負(fù)載下輸出功率不小于30W，給出電路設(shè)計(jì)和電磁兼容考慮。20、在一個(gè)圖像識(shí)別系統(tǒng)中，需要對(duì)大量的圖像特征向量進(jìn)行聚類(lèi)分析。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法常用于實(shí)現(xiàn)圖像特征的聚類(lèi)？（）A.K-Means算法結(jié)合鏈表B.層次聚類(lèi)算法和二叉樹(shù)C.密度聚類(lèi)算法和數(shù)組D.以上算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都可能用到，取決于具體需求二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）解釋什么是可持久化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并舉例說(shuō)明其應(yīng)用。2、（本題5分）詳細(xì)論述在一個(gè)具有n個(gè)頂點(diǎn)的有向圖中，如何判斷是否為有向無(wú)環(huán)圖。3、（本題5分）詳細(xì)說(shuō)明選擇排序算法的基本思想和在最壞情況下的時(shí)間復(fù)雜度分析。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，利用跳表和哈希表的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)大量用戶信息的高效存儲(chǔ)和快速查找。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使用雙向鏈表存儲(chǔ)一組浮點(diǎn)數(shù)，實(shí)現(xiàn)鏈表的快速排序。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，在有序鏈表中刪除重復(fù)節(jié)點(diǎn)，只保留一個(gè)，輸出處理后的鏈表。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，將給定的無(wú)序數(shù)組構(gòu)建為一個(gè)最大堆，輸出構(gòu)建后的堆。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，用圖結(jié)構(gòu)表示計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備連接，實(shí)現(xiàn)故障檢測(cè)和最短恢復(fù)路徑規(guī)劃。四、綜合題（本大題共2個(gè)小題，共20分)1、（本題10分）一個(gè)物流配送系統(tǒng)需要管理訂單信息，訂單包括訂單編號(hào)、收件人姓名、收件地址、貨物重量、配送狀態(tài)等。系統(tǒng)要能夠快速查找特定訂單、按照貨物重量對(duì)訂單進(jìn)行排序、插入新訂單、刪除已完成訂單以及修改訂單的配送狀態(tài)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法來(lái)滿足這些需求，并給出代碼實(shí)現(xiàn)