西南交通大学《数据结构与数据库应用》2021-2022学年第一学期期末试卷

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《数据结构与数据库应用》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、设计一个简单的无线通信系统，使用蓝牙技术实现两个设备之间的文本数据传输，传输距离不小于10米，数据传输速率不低于1Mbps。2、利用射频技术设计一个无线传感器网络的网关设备，实现传感器节点与上位机之间的数据通信和协议转换。3、设计一个数字音频处理中的音频均衡器参数自动调整系统，分析调整效果。4、在排序算法中，选择排序是一种简单的排序方法，以下关于选择排序的描述，正确的是：（）A.选择排序在每一轮选择未排序部分的最小元素，与当前位置的元素交换B.选择排序在最好和最坏情况下的时间复杂度都是O(nlogn)C.选择排序是一种稳定的排序算法，不会改变相同元素的相对顺序D.选择排序的空间复杂度较高，需要额外的大量辅助空间5、在数据结构的排序算法中，归并排序是一种稳定的排序方法。假设我们正在使用归并排序对数组进行排序。以下关于归并排序的描述，哪一项是不准确的？（）A.归并排序的基本思想是将数组分成两半，分别排序后再合并B.归并排序的时间复杂度在任何情况下都是O(nlogn)C.归并排序在合并过程中需要额外的辅助空间，其空间复杂度为O(n)D.归并排序是一种原地排序算法，不需要额外的存储空间6、设计一个高频功率放大器电路，工作频率在100MHz以上，输出功率不小于10W，效率不低于50%，给出电路结构和调试方法。7、在一个长度为n的顺序表中，删除第i个元素（1<=i<=n），需要移动的元素个数为（）A.iB.n-iC.n-i+1D.n-i-18、在树的遍历中，如果需要按照层次从上到下、从左到右的顺序访问节点，应该使用哪种遍历方式（）A.先序遍历B.中序遍历C.后序遍历D.层次遍历9、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。10、设计一个基于数字图像处理的医学图像分析系统，能够辅助医生进行疾病诊断和治疗。11、设计一个数字示波器，带宽为100MHz，采样率为1GSa/s，具备基本的测量功能，如峰峰值、频率等，说明硬件架构和软件界面设计。12、使用单片机设计一个智能家居安防监控系统，能够实时监控家中情况，当有异常时进行图像抓拍和报警。13、设计一个数字温度计液位计无线传输与远程监测电路，能够将温度和液位数据通过无线方式传输到远程监控中心进行实时监测。14、设计一个数字电路中的移位寄存器应用系统，如数据缓存和串行并行转换。15、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。16、设计一个数字信号量化电路，确定量化级数和编码方式，分析量化误差对信号质量的影响。17、设计一个基于蓝牙的无线键盘，实现按键输入的无线传输和与计算机的连接，描述硬件和软件设计。18、归并排序是一种基于分治思想的排序算法。对于归并排序的过程和特点，以下描述哪一项是不正确的？（）A.归并排序将数组不断地分成两半，分别进行排序，然后将排序好的两部分合并起来B.归并排序在任何情况下的时间复杂度均为O(nlogn)，空间复杂度为O(n)C.归并排序是一种稳定的排序算法，能够保持相同元素的相对顺序D.归并排序在处理大规模数据时，性能不如快速排序和冒泡排序19、基于通信协议设计一个网络通信接口，实现数据的可靠传输和错误检测，说明协议的选择和实现过程。20、设计一个数字电视信号的传输系统，包括调制、编码和发射模块，满足特定的传输标准和质量要求。21、设计一个用于电动汽车充电桩的控制系统，支持多种充电模式和计费方式，给出系统组成和控制流程。22、利用射频技术设计一个无线定位系统，能够确定目标物体在一定范围内的位置，给出定位精度和误差分析。23、在实际应用中，常常需要对数据结构进行优化。以下关于数据结构优化的描述，错误的是：（）A.可以通过选择合适的存储结构来提高性能B.可以通过改进算法来降低操作的时间复杂度C.优化数据结构一定会增加代码的复杂性D.优化需要综合考虑性能、可读性和可维护性24、在图的遍历算法中，深度优先搜索和广度优先搜索是两种基本方法。以下关于深度优先搜索的描述，不正确的是（）A.采用栈来实现B.可能会出现重复访问节点的情况C.对于连通图，能遍历到所有节点D.可以用于求解图的连通分量25、假设要对一组整数进行排序，这些整数的范围较小（例如0到100），并且数据量较大。以下哪种排序算法在这种情况下可能表现最佳？（）A.冒泡排序B.插入排序C.快速排序D.计数排序26、考虑一个航班预订系统，需要存储不同航班的信息，包括航班号、起降时间、座位数量等，并能够快速地根据航班号、起降地点等条件进行查询和预订操作。在这种情况下，以下哪种数据结构和算法的组合可能是最优的？（）A.二分查找算法和二叉搜索树B.哈希表和线性探测解决冲突C.冒泡排序和链表D.选择排序和数组27、设计一个基于单片机的太阳能充电控制器，能够实现对太阳能电池板的最大功率跟踪和蓄电池的充电管理。28、设计一个基于RFID技术的物品识别与管理系统，能够快速准确地读取标签信息并进行数据处理。29、设计一个数字电压表电流表电路，能够同时测量直流电压和电流，电压测量范围为0V到100V，电流测量范围为0A到1A，精度为±0.1V和±0.01A。30、设计一个数字图像处理中的图像复原系统，针对特定退化模型进行复原，评估复原效果。二、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在一个社交媒体平台中，需要管理用户的关注关系和发布的动态信息。设计一种数据结构来存储用户之间的关注关系和动态信息，支持快速查询用户的关注者和被关注者列表，以及获取用户发布的最新动态，并能够高效地推送动态给关注者。2、（本题5分）一个在线教育平台的课程评价管理系统需要存储课程评价信息，如课程编号、评价内容、评价者、评价分数、评价时间等。系统要支持快速查找特定课程的评价、按照评价分数对评价进行排序、新增评价、修改评价、删除恶意评价。请选择恰当的数据结构，并详细说明算法和代码实现，以及性能评估。3、（本题5分）某航空公司的订票系统需要对航班信息和乘客订票情况进行管理。航班信息包括航班号、起降时间、起降地点、座位数量等，乘客订票信息包括乘客姓名、身份证号、航班号、座位号等。这些信息以哈希表和链表的组合形式存储。请设计算法实现以下功能：（1）查询某个航班的剩余座位数量；（2）为乘客预订指定航班的座位；（3）取消乘客的订票；（4）统计每个航班的订票人数。分析算法的时间复杂度和空间复杂度。4、（本题5分）一家电商平台的物流跟踪系统需要记录包裹的运输轨迹，包括包裹单号、运输节点、到达时间、运输状态。请设计数据结构来存储运输轨迹数据，能够快速查询包裹的当前位置、历史轨迹、预计到达时间，并统计不同运输节点的处理效率。5、（本题5分）一个在线图书馆的借阅管理系统需要记录图书信息、读者信息和借阅记录，图书信息包括图书ISBN、书名、作者、出版社、可借阅状态，读者信息包括读者ID、姓名、联系方式，借阅记录包括借阅ID、读者ID、图书ISBN、借阅时间、应还时间。请设计数据结构来管理借阅数据，实现图书的借阅、归还、续借操作，查询读者的借阅历史，并统计逾期未还的图书。三、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）详细说明在字符串操作中，如何实现字符串的加密和解密。2、（本题5分）详细阐述二叉树的先序、中序和后序遍历算法的思想，并分别举例说明其应用场景。3、（本题5分）解释如何使用递归算法实现二叉树的前序、中序和后序遍历，并分析递归算法的优缺点。4、（本题5分）阐述并查集中如何