西安航空学院《数据可视化技术》2023-2024学年第一学期期末试卷

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2023-2024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、设计一个基于LoRa技术的远程无线数据传输系统，实现远距离的数据通信，描述系统的硬件组成和软件协议。2、设计一个高频振荡器电路，工作频率在50MHz以上，输出稳定的正弦波信号，给出电路结构和调试要点。3、在一个数据压缩算法中，需要构建一个频率字典来存储字符出现的频率，以便进行编码。以下哪种数据结构适合用于实现这个频率字典？（）A.哈希表B.平衡二叉搜索树C.红黑树D.跳表4、设计一个数字温度计液位计扩展电路，能够增加温度计液位计的测量精度和稳定性，并且具有远程监测功能。5、设计一个数字存储示波器数据处理电路，能够对示波器采集的数据进行处理和分析，并且具有图形显示功能。6、设计一个数字电路中的可编程逻辑阵列（PLA）实现逻辑函数的方案，分析资源利用率。7、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)8、设计一个基于数字电路的交通信号灯控制系统，要求能够实现红、绿、黄三种灯的交替闪烁，并且可以根据不同时间段调整信号灯的工作模式。9、利用射频电路设计一个Wi-Fi信号放大器，增强特定区域内的Wi-Fi信号覆盖。10、设计一个光通信收发系统，包括光源的驱动电路、光探测器的接收电路以及信号处理电路，评估系统的性能指标。11、设一棵二叉树的中序遍历结果为ABCDEFG，前序遍历结果为DBAECFG，则后序遍历结果为（）A.ACGFEDBB.BDFEGCAC.DBEFAGCD.BDACEFG12、数据结构的实现可以使用多种编程语言。以下关于不同编程语言中数据结构实现的特点，不正确的是：（）A.C语言实现数据结构通常需要手动管理内存B.Java中的数据结构具有自动内存管理和丰富的类库支持C.Python中的数据结构使用简单，但性能可能不如其他语言D.不同编程语言中数据结构的实现原理和效果完全相同13、设计一个音频滤波器数字控制电路，能够通过数字信号处理器（DSP）对滤波器的参数进行精确控制，提高音频质量。14、设计一个基于陀螺仪和加速度计的姿态测量系统，能够实时获取物体的姿态信息。15、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。16、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17、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。18、在树的遍历方式中，前序遍历、中序遍历和后序遍历是常见的三种方式。对于这三种遍历方式，以下描述哪一项是不正确的？（）A.前序遍历首先访问根节点，然后递归地遍历左子树和右子树B.中序遍历首先递归地遍历左子树，然后访问根节点，最后递归地遍历右子树C.后序遍历首先递归地遍历左子树和右子树，然后访问根节点D.对于同一棵树，无论采用哪种遍历方式，得到的节点序列都是相同的19、当处理字符串操作时，KMP（Knuth-Morris-Pratt）算法用于字符串匹配。假设要在一个长文本中查找一个短模式串，以下关于KMP算法的优势，哪个是正确的（）A.减少不必要的字符比较B.不需要预处理模式串C.适用于所有类型的字符串D.以上都不对20、设计一个简单的无线充电系统，输出功率为5W，充电效率不低于70%，能够为手机等设备进行无线充电。21、设计一个无线通信模块抗干扰电路，能够提高无线通信的抗干扰能力，保证通信的稳定性。22、根据数字信号处理知识，设计一个语音降噪系统，能够有效去除环境噪声，提高语音清晰度。23、设计一个基于STM32的物联网终端设备，能够连接云平台实现数据的上传和下发，描述设备的硬件和软件实现。24、设计一个基于单片机的智能门禁系统，能够通过指纹识别、密码输入或刷卡方式进行身份验证，控制门的开关。25、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。26、设计一个基于PLC的流水线控制系统，能够实现产品的自动输送、加工、检测和包装等操作。27、设计一个数字信号处理器（DSP）音频处理电路，能够实现音频信号的混音、特效等处理功能。28、在哈希表的性能优化中，处理哈希冲突是关键。以下关于哈希冲突处理方法的比较，错误的是（）A.开放地址法在装填因子较小时性能较好B.链地址法在处理冲突时不需要探查空闲位置C.开放地址法的空间利用率通常高于链地址法D.链地址法在删除元素时比开放地址法更复杂29、设计一个基于蓝牙的无线传感器网络节点，能够采集温度、湿度和光照强度数据，并传输到上位机，描述节点硬件和软件设计。30、设计一个用于工业机器人的运动控制系统，能够实现点位控制、轨迹规划和速度控制，说明控制算法和驱动器选型。二、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某公司的会议安排管理系统需要存储会议的信息，如会议编号、会议主题、会议时间、参会人员、会议室编号等。系统要能够快速查找特定会议、按照会议时间对会议进行排序、新增会议安排、修改会议信息、取消会议。请设计合理的数据结构和算法，并提供代码实现和性能分析。2、（本题5分）一个在线购物车系统需要对用户添加的商品进行管理。商品信息包括商品ID、名称、价格、数量等。购物车以栈和队列的组合形式实现。请设计算法实现以下功能：（1）添加商品到购物车；（2）从购物车中删除指定商品；（3）按照价格从高到低输出购物车中的商品；（4）计算购物车中商品的总价。分析算法的时间复杂度和空间复杂度。3、（本题5分）某在线购物网站的促销活动系统需要根据用户的消费记录和行为，为用户发放优惠券。设计一种数据结构和算法，实现优惠券的精准发放和管理。4、（本题5分）某电商平台需要对用户的购买记录进行分析，以了解用户的消费习惯。购买记录以链表形式存储，每个节点包含用户ID、商品ID、购买时间和购买金额等信息。请设计算法实现以下功能：（1）统计每个用户的总消费金额；（2）找出消费金额最高的前10个用户；（3）按照购买时间对购买记录进行排序。分析算法的时间复杂度和空间复杂度。5、（本题5分）某公司的员工管理系统需要存储员工的基本信息，如员工编号、姓名、年龄、职位、工资等。系统要能够快速查找特定员工的信息、按照工资高低对员工进行排序、新增和删除员工记录，并且支持对员工信息的修改。请确定合适的数据结构，并详细阐述如何实现这些功能，包括算法设计和代码实现，以及对性能的分析。三、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）解释如何在一个具有n个元素的链表中，使用归并排序算法进行排序，并分析其时间复杂度和空间复杂度。2、（本题5分）在一个有序链表中，如何合并两个有序链表为一个有序链表？3、（本题5分）分析在字符串匹配中，如何利用位运算提高匹配速度。4、（本题5分）详细说明拓扑排序的概念和算法步骤，分析其在工程领域中的应用场景和意义。5、（本题5分）比