华东师范大学《数据可视化》2021-2022学年第一学期期末试卷

学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题…………第1页，共3页华东师范大学《数据可视化》

2021-2022学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分批阅人一、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、对于一个有序数组，使用二分查找算法查找一个特定元素。假设数组为[1,3,5,7,9,11,13]，要查找元素7，以下关于查找过程的描述，哪个是正确的？（）A.每次都将数组分成两等份进行比较B.先比较中间元素，如果大于中间元素则在右半部分查找，否则在左半部分查找C.从数组的第一个元素开始依次比较D.随机选择数组中的元素进行比较2、设计一个太阳能路灯控制器，能够根据环境光强自动控制路灯的开关和亮度，描述电路原理和控制策略。3、设计一个音频放大器噪声抑制电路，能够降低放大器的噪声水平，提高音频质量。4、运用电子信息工程知识，设计一个汽车电子防盗系统，具备车辆定位、远程锁车和报警等功能。5、设计一个模拟电路，用于放大音频信号，要求具有低噪声、高增益和宽频带的特性，同时能够对输入信号进行一定程度的滤波处理。6、设计一个基于ZigBee技术的智能农业环境监测系统，能够实时监测土壤湿度、温度、酸碱度等参数。7、根据传感器原理，设计一个用于智能农业的土壤肥力检测系统，能够快速检测土壤中的氮、磷、钾等养分含量。8、设计一个基于运放的差分放大器电路，增益为50倍，共模抑制比不小于100dB，输入阻抗不小于100kΩ。9、设计一个基于FPGA的数字滤波器，实现低通、高通、带通和带阻滤波功能，给出设计过程和资源利用分析。10、设计一个基于ZigBee技术的无线智能家居安防系统，能够实时监测门窗状态、烟雾浓度、入侵情况等，并进行报警。11、假设要实现一个LRU（最近最少使用）缓存淘汰策略，用于管理有限的内存空间以存储经常访问的数据。为了有效地实现这个策略，以下哪种数据结构是关键？（）A.双向链表结合哈希表B.栈结合数组C.队列结合树D.堆结合链表12、考虑用数据结构来实现一个字典功能，要求能够快速插入、删除和查找元素。以下哪种数据结构可能是最合适的（）A.红黑树B.跳表C.堆D.以上数据结构都可以13、设计一个基于USB3.1接口的高速数据传输系统，能够实现大数据量的快速传输，包括接口电路设计和传输协议。14、利用射频技术设计一个蓝牙音频耳机，实现高质量的无线音频传输和控制功能。15、对于一个需要快速判断两个字符串是否相似（例如编辑距离较小）的数据结构问题。以下哪种数据结构和算法的结合可能是有效的？（）A.哈希表和字符串比较B.后缀树和字符串匹配C.二叉搜索树和字符串遍历D.堆和字符串排序二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）解释什么是可持久化线段树，并说明其应用场景。2、（本题5分）解释数据结构中栈的应用场景，如递归函数的实现、深度优先搜索的辅助结构等，并说明其原理。3、（本题5分）详细阐述基数排序算法的基本思想和适用场景，并说明其时间复杂度。4、（本题5分）深入分析在一个具有n个元素的链表中，如何删除重复的节点。三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某社交平台需要存储用户的好友关系数据。每个用户有一个唯一的用户ID，好友关系是双向的。请设计数据结构来表示用户之间的好友关系，能够快速查询某个用户的好友列表、判断两个用户是否为好友、添加或删除好友关系，并计算用户的好友数量。2、（本题5分）某酒店的客房预订系统需要管理客房信息，包含客房编号、房型、价格、入住状态、预订客人姓名等。系统要支持快速查找特定客房、按照价格对客房进行排序、新增客房预订、取消预订以及修改客房的入住状态。请设计合理的数据结构和算法，并提供完整的代码实现和性能分析。3、（本题5分）一个在线房产中介系统需要管理房源信息、房东信息、租客需求、租赁合同等。设计数据结构来实现房源的发布、租客需求的匹配、合同的签订和管理，能够保障交易的安全和透明。4、（本题5分）一个在线游戏的排行榜系统需要记录玩家的得分和排名信息。玩家信息包括玩家ID、得分、排名。请设计数据结构来实现排行榜的实时更新，能够快速查询玩家的排名、计算排名变化，并支持新玩家的加入和旧玩家的退出。5、（本题5分）某音乐平台需要对用户的播放记录和收藏歌曲进行管理。用户信息包括用户ID、播放历史、收藏歌曲等。考虑使用左偏树来存储这些信息。请设计算法实现以下功能：（1）查询用户最近播放的歌曲；（2）添加用户新的播放记录或收藏歌曲；（3）删除用户不再喜欢的歌曲；（4）按照播放次数对用户的歌曲进行排序。分析所设计算法的时间复杂度和空间复杂度。四、设计题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）设计一个树状数组，实现高效的区间求和和更新操作，分析其性能。2、（本题10分）设计一个程序，使用循环队列存储图书馆的借阅记录，实现借阅信息的查