徐州工程学院《数据可视化》2021-2022学年第一学期期末试卷

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《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一、单选题（本大题共20个小题，每小题1分，共20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、设计一个低通滤波器电路，截止频率为1kHz，通带增益为0dB，阻带衰减不小于40dB，用于滤除高频噪声。2、设计一个简单的光电编码器接口电路，能够准确读取编码器的输出信号，用于位置测量，阐述电路原理和接口程序。3、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良好的线性度。4、设计一个音频均衡器的自动调节系统，能够根据输入音频信号自动调整均衡参数，给出系统设计和算法实现。5、假设要实现一个可以动态调整大小并且能够快速查找最大元素的数据结构。以下哪种数据结构的扩展和修改可能是最合适的？（）A.最大堆B.最小堆C.链表D.数组6、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。7、设计一个低通滤波器电路，截止频率为1kHz，通带波纹小于1dB，阻带衰减大于40dB，采用无源或有源滤波器实现，并比较两者的优缺点。8、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。9、想象一个游戏中的怪物刷新系统，怪物需要在不同的地点按照一定的时间间隔刷新。需要一种数据结构来管理怪物的刷新时间和地点信息，并能够快速判断下一个即将刷新的怪物。以下哪种数据结构可能最合适？（）A.堆，特别是最小堆，能够快速获取最小的刷新时间B.链表，便于插入和删除，但查找最小时间效率低C.数组，存储固定数量的怪物信息，不便于动态管理刷新D.树，结构复杂，对于简单的刷新管理可能过于复杂10、利用电力电子技术设计一个逆变电路，将直流电源转换为交流电源，输出符合特定要求的电压和频率。11、图是一种复杂的数据结构，用于表示物体之间的关系。在图的存储方式中，邻接矩阵和邻接表是常见的方法。以下关于这两种存储方式的叙述中，错误的是（）A.邻接矩阵的空间复杂度较高，适用于稠密图B.邻接表的空间复杂度较低，适用于稀疏图C.邻接矩阵可以方便地判断两个顶点之间是否存在边D.邻接表在查找所有邻接顶点时效率较高12、设计一个基于STM32H7的高性能嵌入式系统，能够运行复杂的实时操作系统和应用程序，给出硬件架构和软件环境搭建。13、设计一个基于光电传感器的物体计数系统，能够准确计数通过检测区域的物体数量。14、希尔排序是对插入排序的一种改进，以下关于希尔排序的特点，不正确的是：（）A.希尔排序通过将数组分成若干个子序列，分别进行插入排序，逐步减少增量，最终完成排序B.希尔排序的时间复杂度取决于增量序列的选择，在某些情况下可以接近O(nlogn)C.希尔排序是一种不稳定的排序算法，可能改变相同元素的相对顺序D.希尔排序的性能优于所有其他排序算法，适用于各种规模的数据排序15、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。16、在一个具有n个元素的顺序表中，若要在第i个位置（1<=i<=n+1）插入一个新元素，以下哪种操作的时间复杂度最高？（）A.移动插入位置之后的所有元素B.查找插入位置C.分配新的存储空间D.更新表的长度17、设计一个数字锁相放大器，能够从强噪声背景中提取微弱信号，给出系统架构和关键技术。18、采用模拟电子技术设计一个函数信号发生器，能够产生正弦波、方波和三角波等常见信号，且频率和幅度可调。19、设计一个数字鉴相器，能够测量两个输入信号的相位差，精度达到1度，给出电路结构和工作原理。20、并查集是一种用于处理集合合并和查询的数据结构。对于并查集的操作，以下描述哪一项是不正确的？（）A.可以快速判断两个元素是否属于同一个集合B.合并两个集合的操作时间复杂度为O(n)，其中n是集合中的元素数量C.通过路径压缩和按秩合并等优化方法可以提高并查集的效率D.并查集常用于解决图的连通性问题和动态集合管理问题二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）解释数据结构中栈的应用场景，如逆序输出字符串、表达式的括号匹配优化等，并说明其原理。2、（本题5分）比较归并排序和堆排序在空间利用效率上的不同。3、（本题5分）阐述如何使用树状数组求解前缀和问题，并分析其时间复杂度和空间复杂度。4、（本题5分）详细阐述在具有n个元素的双向链表中，如何实现节点的插入和删除操作，并给出具体的算法步骤和代码实现。5、（本题5分）对于一个具有n个元素的数组，如何使用冒泡排序算法进行优化以提高效率？三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个程序，用AC自动机进行多关键词在大文本中的快速匹配。2、（本题5分）设计一个算法，利用平衡二叉树存储城市的面积和人口密度，实现按人口密度进行排序和查找。3、（本题5分）设计一个程序，使用拓扑排序判断给定有向图是否存在多个拓扑序列，输出判断结果。4、（本题5分）构建一个算法，在一个有向图中找出所有顶点的强连通分量的数量。5、（本题5分）设计一个基于字典树的存储结构来存储英文单词，实现单词的快速查找和前缀匹配功能。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）在一个在线旅游行程规划系统中，用户可以自定义旅游行程，包括景点、住宿、交通等安排。设计数据结构来存储用户的行程规划，支持行程的修改、分享和评价，能够根据用户需求提供合理的行程建议和优化方案。2、（本题10分）某公司的库存管理系统需要记录原材料、半成品和成品的库存数量、成本和存放位置等信息。设计一种数据结构来存储这些信息，实现库存的入库、出库、盘点和成本核算操作，并能够根据