武汉生物工程学院《数据可视化》2021-2022学年第一学期期末试卷

自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密封线第1页，共3页武汉生物工程学院

《数据可视化》2021-2022学年第一学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______题号一二三四总分得分批阅人一、单选题（本大题共30个小题，每小题1分，共30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、设计一个数字频率计高精度电路，能够实现更高精度的频率测量，精度达到±0.01Hz。2、设计一个基于数字滤波器和单片机的电机噪声抑制系统，降低电机运行时的噪声。3、设计一个光耦隔离电路，实现输入输出信号的电气隔离，给出电路参数和应用场景。4、设计一个基于FPGA的高速数据存储系统，支持SATA或NVMe接口，给出硬件设计和性能测试。5、假设正在设计一个网络数据包过滤系统，需要根据数据包的源地址、目的地址、协议类型等信息进行快速的过滤和处理。以下哪种数据结构和算法的组合最适合实现数据包的高效过滤？（）A.决策树和分类算法B.位图和位运算C.图和最短路径算法D.数组和遍历算法6、设计一个卫星通信系统中上行链路和下行链路的功率分配方案，考虑链路预算和干扰情况。7、设计一个基于A/D转换器的电压测量系统，能够高精度测量直流或交流电压，并进行数字显示。8、使用单片机设计一个智能温度控制系统，能够根据设定温度自动控制加热或制冷设备，保证环境温度稳定在一定范围内。9、二分查找是一种效率较高的查找算法。以下关于二分查找的条件，错误的是：（）A.数组必须是有序的B.每次查找都能将查找范围缩小一半C.二分查找适用于任何类型的数据D.二分查找的时间复杂度为O(logn)10、设计一个基于单片机的智能家电控制系统，能够通过手机APP远程控制家电的开关和工作模式。11、设计一个数字信号处理中窗函数的选择和应用方案，分析不同窗函数对信号处理结果的影响。12、设计一个简单的集成电路放大器，要求具有特定的增益、带宽和输入输出阻抗，分析其性能并优化设计以满足特定要求。13、在一个数据库系统的缓冲区管理中，需要有效地存储和替换缓冲区内的数据页，以提高数据库的访问性能。以下哪种数据结构和算法常用于缓冲区的管理？（）A.LRU（最近最少使用）算法和链表B.FIFO（先进先出）算法和队列C.MRU（最近最多使用）算法和栈D.Random（随机）算法和数组14、设计一个直流稳压电源，能够将输入的不稳定直流电压转换为稳定的输出电压，输出电压可在一定范围内调节，给出电路原理图和元件参数选择。15、设计一个基于传感器的环境监测系统，能够实时监测温度、湿度、光照强度、PM2.5等环境参数，并通过Wi-Fi将数据上传到云平台。16、设计一个射频电路中的微带线和带状线阻抗匹配网络，分析匹配效果和带宽。17、设计一个基于PLC的工业机器人控制系统，能够实现机器人的运动控制、轨迹规划和任务执行。18、设计一个简单的步进电机驱动器，能够实现电机的精确控制和调速，包括驱动电路和控制程序的设计。19、设计一个基于AD9854的直接数字频率合成器（DDS），输出频率范围为1Hz至100MHz，相位分辨率小于1°，给出硬件设计和控制程序。20、设计一个光耦隔离的模拟量输入模块，实现对0至5V模拟信号的隔离采集，给出电路参数和应用示例。21、设计一个基于运算放大器的差分放大器电路，具有高共模抑制比和低噪声特性。22、设计一个带通椭圆滤波器电路，中心频率为1kHz，带宽为200Hz，通带波纹小于0.3dB，阻带衰减不小于60dB，输入信号频率范围为0-2kHz。23、设计一个基于LDO的低压差线性稳压器，输出电压为3.3V，最大输出电流为1A，给出电路原理图和性能分析。24、设计一个基于模拟开关和运放的音频混音系统，实现多个音频信号的混合输出。25、设计一个基于Zigbee技术的无线传感器网络节点，实现环境参数的采集和传输，描述节点的硬件结构和软件通信协议。26、在一个数据压缩算法中，需要构建一个频率表来统计字符出现的频率。以下哪种数据结构最适合存储字符及其频率信息？（）A.二叉树，根据频率构建B.哈希表，快速查找字符频率C.栈，按顺序存储频率D.队列，先进先出处理字符27、设计一个集成电路制造中的化学气相沉积（CVD）设备控制系统，优化工艺参数。28、设计一个卫星导航系统中的多星座融合定位算法，评估定位精度的提升效果。29、利用射频技术设计一个4G通信模块，实现高速数据传输和语音通信功能。30、在选择排序算法时，需要考虑多种因素，如数据规模、数据特点、时间复杂度和空间复杂度等。对于一个基本有序的数组，以下哪种排序算法的性能较好：（）A.冒泡排序B.快速排序C.插入排序D.选择排序二、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一个在线点餐外卖系统需要管理餐厅信息、菜品信息、用户订单、配送信息等。设计数据结构来实现餐厅和菜品的添加、删除、修改，用户订单的处理和配送状态的跟踪，能够优化配送路线和提高订单处理效率。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）一个物流配送系统需要管理订单信息，订单包括订单编号、收件人姓名、收件地址、货物重量、配送状态等。系统要能够快速查找特定订单、按照货物重量对订单进行排序、插入新订单、删除已完成订单以及修改订单的配送状态。请设计合适的数据结构和算法来满足这些需求，并给出代码实现和性能分析。4、（本题5分）某电商平台的商品评价系统需要对大量的商品评价进行管理和分析。评价信息包括评价者ID、商品ID、评价内容、评价时间等。这些信息以跳表的形式存储。请设计算法实现以下功能：（1）按评价时间顺序输出评价；（2）查找指定商品的所有评价；（3）删除违规或无效的评价；（4）统计某个评价者的评价数量。分析算法的时间复杂度和空间复杂度。5、（本题5分）一个科研项目需要对大量的实验数据进行处理和分析，数据包括不同实验条件下的测量值、时间戳等。设计合适的数据结构来存储和管理这些数据，以便能够快速地进行数据筛选、统计分析和结果可视化。三、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）深入解释在具有n个顶点的无向图中，如何使用深度优先搜索算法判断图是否为二分图，并给出具体的算法思想和实现步骤。2、（本题5分）阐述如何在一个有序链表中查找中位数，分析所使用的算法和时间复杂度。3、（本题5分）解释如何在一个二叉搜索树中进行删除操作的多线程实现，给出算法步骤和实现代码，并分析其同步和竞争问题。4、（本题5分）论述在数据结构的性能分析中，如何通过实验和理论分析评估不同操作的时