湖南科技学院《数据可视化》2022-2023学年第一学期期末试卷

站名：站名：年级专业：姓名：学号：凡年级专业、姓名、学号错写、漏写或字迹不清者，成绩按零分记。…………密………………封………………线…………第1页，共1页湖南科技学院

《数据可视化》2022-2023学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分一、单选题（本大题共15个小题，每小题1分，共15分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）1、运用集成电路设计技术，设计一款低功耗的数字时钟芯片，具备时分秒显示、定时功能以及低电压工作模式。2、设计一个通信系统中的调制电路，能够实现对输入模拟信号的ASK调制，并分析其调制性能和频谱特性。3、设计一个低通滤波器，采用无源滤波器设计，截止频率为10kHz，通带增益为1，阻带衰减大于30dB，给出电路参数和性能测试。4、在图的算法中，Floyd-Warshall算法用于求解所有顶点对之间的最短路径。以下关于Floyd-Warshall算法的描述，不正确的是（）A.算法基于动态规划的思想B.算法可以处理带负权边的图C.算法的时间复杂度为O(n^3)，空间复杂度为O(n^2)D.算法在求解过程中会修改图的边权值5、设计一个基于数字信号处理器（DSP）的语音信号处理系统，能够实现语音降噪、回声消除等功能。6、利用数字逻辑电路设计一个交通流量统计系统，能够对道路上的车辆数量进行实时统计和分析。7、利用模拟电路技术，设计一个用于音响系统的功率放大器，具备高保真和大功率输出特性。8、设计一个无线通信收发系统，工作频率在2.4GHz，采用FSK调制解调方式，通信距离达到100米，详细阐述系统的硬件设计和软件实现。9、假设正在实现一个文件系统，需要快速查找文件的目录信息，并且支持文件和目录的添加、删除和修改操作。以下哪种数据结构可能是最适合用于存储目录结构的？（）A.平衡二叉树，保持查找效率平衡B.红黑树，自平衡的二叉搜索树C.B树，适合外存存储和大量数据查找D.哈希表，快速定位目录项10、设计一个基于FPGA的数字信号滤波系统，支持在线参数调整和实时滤波，给出硬件设计和滤波算法优化。11、设计一个太阳能热水器控制器智能控制电路，能够根据天气情况和用户需求自动调节热水器的工作状态，实现智能化控制。12、设计一个基于运算放大器的差分放大器电路，共模抑制比不小于80dB，用于放大差分信号并抑制共模干扰。13、设计一个基于FPGA的图像旋转系统，能够对图像进行任意角度的旋转。14、设计一个光耦隔离电路，实现输入输出信号的电气隔离，给出电路设计和性能测试结果。15、利用锁相环技术设计一个频率合成器，能够输出稳定的、可调节的频率信号，给出频率合成器的整体架构和各部分的详细设计。二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）阐述如何在一个二叉树中找到两个节点的最近公共祖先，给出算法步骤和实现代码，并分析其时间复杂度。2、（本题5分）论述如何在一个图中使用弗洛伊德算法求解所有顶点对之间的最短路径。3、（本题5分）阐述如何使用并查集解决集合合并和查询问题，说明并查集的优化方法和时间复杂度。4、（本题5分）请详细阐述在顺序表中进行插入和删除操作时，平均移动元素个数的计算方法以及为什么会有这样的移动情况。三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某城市的公共交通卡管理系统需要记录用户的卡信息和消费记录，卡信息包括卡号、用户姓名、余额等，消费记录包括卡号、消费时间、消费金额、消费地点。请设计数据结构来存储这些数据，实现卡的充值、消费查询、余额提醒，并统计不同地点的消费情况。2、（本题5分）某医院的药品库存管理系统需要对药品的种类、数量和有效期进行管理。药品信息包括药品编号、名称、数量、有效期等。这些信息以哈希桶的形式存储。请设计算法实现以下功能：（1）查询某种药品的库存数量和有效期；（2）药品入库时添加信息；（3）药品过期时删除信息；（4）统计即将过期的药品数量。分析算法的时间复杂度和空间复杂度。3、（本题5分）某电商平台的促销活动规则管理系统需要定义不同的促销活动类型、适用商品、优惠条件、活动时间等。设计数据结构来存储和管理促销活动规则，支持活动的创建、修改、删除和查询，能够准确计算商品在活动中的优惠价格。4、（本题5分）在一个在线投票系统中，需要记录每个投票选项的票数，并实时显示投票结果。设计一种数据结构和算法，能够高效地处理投票操作，防止重复投票，并快速地统计和展示投票结果。5、（本题5分）一个图书馆的读者借阅管理系统需要存储读者的借阅信息，包括读者编号、读者姓名、借阅图书编号、借阅日期、应还日期等。系统要支持快速查找读者的借阅记录、按照应还日期对借阅记录进行排序、新增借阅、归还图书操作。请设计合适的数据结构和算法，并给出代码实现和性能评估。四、设计题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）设计一个程序，使用数据结构来存储一个快递公司的快递员绩效评估信息，包括送货数量、准时率等。2、（本题10分）设计一个基于斐波那契堆的存储结构来实现迪杰斯特拉算