西南交通大学《数据可视化》2022-2023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页西南交通大学《数据可视化》

2022-2023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、在数据结构的学习过程中，实践和实验是加深理解的重要手段。以下关于实践和实验的描述，错误的是：（）A.通过实际编写代码实现各种数据结构和算法，可以更好地掌握其原理和细节B.进行性能测试和对比实验，能够直观地了解不同数据结构和算法在不同情况下的表现C.在实践中遇到问题和错误，可以帮助发现自己的理解误区，进一步提高能力D.理论学习已经足够，实践和实验只是浪费时间，对掌握数据结构没有帮助2、利用数字逻辑电路设计一个数字时钟分频器，将输入时钟信号分频为不同频率的输出信号。3、设计一个用于工业机器人视觉引导的图像处理系统，能够实现工件识别和定位，给出系统硬件和软件设计。4、设计一个基于CPLD的数字逻辑电路，实现一个8位加法器和8位乘法器，给出硬件描述语言代码和仿真结果。5、利用数字逻辑电路设计一个密码锁控制系统，通过输入正确的密码实现开锁，具有错误输入报警功能。6、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。7、设计一个基于ADC和DAC的模拟信号采集与回放系统，实现对模拟信号的采集、数字化处理和模拟回放功能。8、设计一个基于FPGA的图像缩放系统，能够对输入图像进行任意比例的缩放，说明算法原理和硬件实现。9、设计一个音频均衡器自动预设电路，能够根据不同的音乐类型自动预设均衡器的参数，提高音频体验。10、设计一个数字信号处理器（DSP）音频与视频处理电路，能够同时实现音频和视频的处理功能，如音频混音和视频压缩等。11、设计一个基于锁相环（PLL）的频率合成器，输出频率范围为100kHz至1GHz，频率分辨率小于1kHz，给出电路结构和参数计算过程。12、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。13、在数据结构的递归操作中，需要注意递归的终止条件和栈空间的使用。假设我们正在使用递归解决一个问题。以下关于递归的描述，哪一项是不准确的？（）A.递归函数必须有明确的终止条件，否则会导致无限递归B.递归调用会使用系统的栈空间来保存中间结果和返回地址C.对于一些问题，使用迭代实现比递归实现效率更高D.递归总是比迭代更容易理解和实现，应该优先使用递归14、图的广度优先搜索使用队列来实现，在搜索过程中，以下哪个操作是关键的？（）A.入队未访问的邻接顶点B.出队当前顶点C.标记已访问的顶点D.以上操作都很关键15、设计一个计算机网络中的IP地址分配方案，满足特定网络规模和拓扑结构的需求。16、假设在一个算法竞赛中，需要在有限的时间内解决一个涉及大量数据处理和复杂逻辑的问题。在选择数据结构时，以下哪个因素通常是最关键的考虑因素？（）A.空间复杂度B.时间复杂度C.代码实现的难度D.数据结构的通用性17、采用模拟电子技术设计一个音频前置放大器，能够对输入的音频信号进行初步放大和预处理。18、设计一个半导体发光二极管（LED）驱动电路，使其能够稳定发光，具有亮度调节功能，并分析其效率和可靠性。19、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20、设计一个基于数字信号处理器（DSP）的音频滤波系统，能够实现对音频信号的低通、高通、带通和带阻滤波，滤波参数可调节。21、设计一个基于单片机的水位控制系统，能够自动控制水泵的启停，保持水位在设定范围内。22、设计一个基于ADC的温度测量系统，测量范围为-50℃-150℃，精度为0.1℃，通过液晶显示屏显示测量结果。23、设计一个数字温度计压力计电路，能够同时测量环境温度和压力，温度精度为±0.1℃，压力精度为±1kPa。24、设计一个直流稳压电源电路，输出电压为5V、12V和24V可选，最大输出电流为2A。25、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轨迹规划、动作控制和故障诊断功能。26、设计一个基于霍尔效应的磁场测量仪，能够测量0-1T的磁场强度，精度达到0.01T。27、设计一个基于PLC的电梯控制系统，实现电梯的上升、下降、停靠、开门、关门等逻辑控制和安全保护功能。28、平衡二叉树是为了改进二叉搜索树在某些情况下性能不佳而提出的。以下关于平衡二叉树的叙述中，不正确的是（）A.平衡二叉树通过旋转操作保持树的平衡B.平衡二叉树的左右子树高度差绝对值不超过1C.插入和删除操作可能会导致平衡二叉树失去平衡D.平衡二叉树的查找效率一定高于二叉搜索树29、运用集成电路设计流程，设计一款用于工业机器人视觉系统的图像传感器芯片，具备高分辨率和快速响应特性。30、设计一个基于数字信号处理器（DSP）的音频均衡器，能够对不同频段的音频信号进行增益调节。二、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某旅游预订平台需要管理酒店的房间信息、预订状态和价格。设计一种数据结构和算法，能够快速地查询可预订房间、处理预订操作，并根据预订情况动态调整价格。2、（本题5分）某电商平台的促销活动管理系统需要记录活动信息和参与用户信息，活动信息包括活动ID、活动名称、活动规则、开始时间、结束时间，参与用户信息包括用户ID、活动ID、参与时间。设计数据结构来存储这些数据，能够快速查询活动详情、统计参与人数、判断用户是否参与活动，并在活动结束后进行数据清理。3、（本题5分）一个物流配送中心需要对货物的配送路径进行规划。配送地点以图的形式表示，边的权重表示两地之间的距离。请设计算法实现以下功能：（1）使用迪杰斯特拉算法找到从起点到终点的最短路径；（2）判断图中是否存在负权边，如果有，如何处理；（3）使用弗洛伊德算法计算所有点对之间的最短路径；（4）如果新增一个配送地点，如何更新最短路径。分析算法的时间复杂度和空间复杂度。4、（本题5分）一个在线视频会议系统需要管理参会人员、会议主题、会议时间、会议记录等信息。设计数据结构来实现会议的安排、人员的邀请、会议记录的保存和查询，支持多人同时在线交流和互动。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。三、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）深入分析在一个具有n个元素的链表中，如何实现链表的排序操作，如使用归并排序算法。2、（本题5分）在一个具有n个元素的有序链表和有序数组中，分别说明如何进行合并操作，给出算法步骤和时间复杂度分析。3、（本题5分）比较计数排序和快速排序在对不同特征数据的处理能力。4、（本题5分）详细说明栈的基本操