山西大學(xué)《數(shù)據(jù)科學(xué)與工程引論》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第2頁(yè)，共2頁(yè)山西大學(xué)《數(shù)據(jù)科學(xué)與工程引論》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(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、運(yùn)用電子電路知識(shí)，設(shè)計(jì)一個(gè)用于工業(yè)自動(dòng)化的壓力傳感器信號(hào)調(diào)理電路，將傳感器輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電壓或電流信號(hào)。2、假設(shè)要實(shí)現(xiàn)一個(gè)高效的字符串匹配算法，能夠在一個(gè)長(zhǎng)文本中快速找到給定的模式字符串的所有出現(xiàn)位置。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的組合是常見(jiàn)的解決方案？（）A.KMP算法結(jié)合數(shù)組B.暴力匹配算法結(jié)合鏈表C.后綴樹(shù)D.字典樹(shù)結(jié)合貪心算法3、假設(shè)在一個(gè)資源分配系統(tǒng)中，有多個(gè)資源請(qǐng)求同時(shí)到達(dá)，系統(tǒng)需要根據(jù)資源的可用性和請(qǐng)求的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行分配。為了有效地管理資源和請(qǐng)求，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以幫助實(shí)現(xiàn)高效的分配策略？（）A.集合B.映射C.鏈表集合D.樹(shù)狀數(shù)組4、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字鎖相放大器的微弱信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)，能夠從強(qiáng)噪聲背景中檢測(cè)出微弱信號(hào)。5、基于通信中的多址接入技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，支持多個(gè)用戶(hù)同時(shí)通信，分析網(wǎng)絡(luò)容量和性能。6、哈夫曼樹(shù)是一種最優(yōu)二叉樹(shù)，常用于數(shù)據(jù)壓縮。以下關(guān)于哈夫曼樹(shù)的特點(diǎn)，錯(cuò)誤的是（）A.帶權(quán)路徑長(zhǎng)度最小B.沒(méi)有度為1的節(jié)點(diǎn)C.權(quán)值越大的節(jié)點(diǎn)離根節(jié)點(diǎn)越近D.哈夫曼樹(shù)的構(gòu)建過(guò)程是唯一的7、根據(jù)數(shù)字信號(hào)處理理論，設(shè)計(jì)一個(gè)圖像去模糊系統(tǒng)，能夠恢復(fù)模糊圖像的清晰細(xì)節(jié)。8、設(shè)計(jì)一個(gè)基于Zynq的異構(gòu)計(jì)算平臺(tái)，實(shí)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。9、在排序算法的改進(jìn)和優(yōu)化中，常常結(jié)合多種算法的優(yōu)點(diǎn)。以下關(guān)于混合排序算法的敘述，錯(cuò)誤的是（）A.可以將快速排序和插入排序結(jié)合，在小規(guī)模數(shù)據(jù)時(shí)使用插入排序B.混合排序算法能夠在不同情況下發(fā)揮不同算法的優(yōu)勢(shì)，提高整體性能C.設(shè)計(jì)混合排序算法時(shí)，需要考慮不同算法之間的切換時(shí)機(jī)和條件D.混合排序算法一定比單一的排序算法性能更好10、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字音頻處理中的音頻降噪系統(tǒng)，分析降噪效果和對(duì)音質(zhì)的影響。11、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙5.0技術(shù)的無(wú)線耳機(jī)系統(tǒng)，具備穩(wěn)定的音頻傳輸、低延遲和長(zhǎng)續(xù)航功能。12、基于通信協(xié)議設(shè)計(jì)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)通信接口，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可靠傳輸和錯(cuò)誤檢測(cè)，說(shuō)明協(xié)議的選擇和實(shí)現(xiàn)過(guò)程。13、設(shè)計(jì)一個(gè)集成電路封裝結(jié)構(gòu)，滿(mǎn)足散熱、電氣性能和機(jī)械強(qiáng)度等要求，進(jìn)行封裝的可靠性分析。14、設(shè)計(jì)一個(gè)基于USB接口的數(shù)據(jù)采集卡，能夠采集多路模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)，給出硬件接口設(shè)計(jì)和驅(qū)動(dòng)程序開(kāi)發(fā)思路。15、設(shè)計(jì)一個(gè)用于工業(yè)傳感器的信號(hào)調(diào)理電路，將傳感器輸出的小信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電壓或電流信號(hào)，給出電路設(shè)計(jì)和精度分析。16、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字頻率計(jì)，采用直接計(jì)數(shù)法，測(cè)量范圍為1Hz至10MHz，給出系統(tǒng)方案和誤差分析。17、設(shè)計(jì)一個(gè)直流穩(wěn)壓電源，能夠?qū)⑤斎氲牟环€(wěn)定直流電壓轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的輸出電壓，輸出電壓可在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，給出電路原理圖和元件參數(shù)選擇。18、設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的工業(yè)以太網(wǎng)通信節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)與工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的連接和數(shù)據(jù)交換，描述節(jié)點(diǎn)的硬件結(jié)構(gòu)和通信協(xié)議。19、隊(duì)列也是一種特殊的線性表，其操作遵循先進(jìn)先出的原則。對(duì)于隊(duì)列的特點(diǎn)和應(yīng)用，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A.隊(duì)列可以用于實(shí)現(xiàn)廣度優(yōu)先搜索算法B.循環(huán)隊(duì)列可以解決順序隊(duì)列的假溢出問(wèn)題C.隊(duì)列在插入元素時(shí)總是在隊(duì)尾進(jìn)行，刪除元素時(shí)總是在隊(duì)頭進(jìn)行D.隊(duì)列中的元素存儲(chǔ)順序和入隊(duì)順序一定相同20、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ARMCortex-M7的電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器，支持無(wú)刷直流電機(jī)和永磁同步電機(jī)，給出控制算法和硬件接口。二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）數(shù)組的擴(kuò)容和縮容是如何實(shí)現(xiàn)的？有哪些注意事項(xiàng)？2、（本題5分）在一個(gè)二叉樹(shù)中，如何判斷兩棵二叉樹(shù)是否相同？3、（本題5分）論述在哈希表中，當(dāng)沖突發(fā)生時(shí)，如何選擇合適的沖突解決方法以提高性能。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）分析在字符串匹配中利用位運(yùn)算提高匹配速度的設(shè)計(jì)思路，并實(shí)現(xiàn)。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使用鏈表實(shí)現(xiàn)隊(duì)列的復(fù)制功能，輸入一個(gè)隊(duì)列進(jìn)行復(fù)制并展示結(jié)果。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，在有序數(shù)組中查找兩個(gè)數(shù)之積最大的組合，輸出組合。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，利用圖的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表示社交網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)好友推薦功能，根據(jù)共同好友數(shù)量進(jìn)行推薦。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，模擬實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)中的內(nèi)存分頁(yè)管理，使用鏈表或樹(shù)結(jié)構(gòu)。四、綜合題（本大題共2個(gè)小題，共20分)1、（本題10分）一個(gè)在線教學(xué)平臺(tái)需要對(duì)學(xué)生的考試成績(jī)進(jìn)行管理和分析。成績(jī)信息以堆（大頂堆或小頂堆）的形式存儲(chǔ)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）找出成績(jī)最高的前10%的學(xué)生；（2）插入一個(gè)新學(xué)生的成績(jī)；